发明奖-森林精准观测装备与技术.doc-中国林业科技网-国家林业局

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1、一、专业评审组林业二、项目名称森林精准观测装备与技术三、推荐单位国家林业局四、推荐单位意见北京林业大学冯仲科主持的“森林精准观测装备与技术”项目，自2008年开始，依托国家863计划等课题，由南京森林警察学院等单位合作，以森林资源的数量、质量、空间分布、动态变化为研究对象。自主研发了森林样地观测无人机、摄影全站仪、MINI超站仪、手机平板测树仪观测装备与软件；发明了5-9棵树微多边形法、双目相机、CCDθ角定点控制抽样林分测定技术、立木无损树干自动解析技术；研究了国产ZY-3卫星遥感及无人机立体像对反演森林蓄积量、生物量、碳储量模型

2、；研建了内外业一体化森林经理平台，实现了森林资源一类/二类/三类调查信息化和自动化，内业实现自动批量处理，提高了劳动生产率。推荐该项目为国家技术发明奖二等奖。五、项目简介项目由863计划、北京市自然基金及企业创新基金等资助，以森林经理学、林业装备与信息化、森林生态学为技术基础，以森林资源与生态环境的数量、质量、空间分布及其动态变化为研究内容，围绕森林数表模型研建、森林精准规划与设计、森林观测装备及技术研发、森林经营模型与作业等难题展开创新性研究，发明了无人机森林观测系统、CCD测树全站仪、MINI测树全站/超站仪、手机/平板/GNS

3、S森林调查测计算系统等硬件产品，成为面向林业，天地空实时动态自动解决森林面积、蓄积、生长量及动态变化的先进技术。以3S技术为基础基于造林费用、覆盖率递增、农田数量排放平衡等4大约束条件的林地精准规划与设计模型，附加区域木材消费、林副产品消费及森林空间效应的树种设计模型，以冠径自然竞争的人工用材林最佳轮伐期及以△M/△B/△C最大为目标函数的天然林最佳密度、混交度、龄级（径阶）、分布模型，实现天然林经营什么条件下择伐，最佳择伐比例与径阶技术方法；发明以梯形1:10万/1:1万和正方形1：2千覆盖全球、中国、北京的植被、土壤、地形地势、

4、气象气候等模型数据库，研建中国180个主要树种的二元及涵盖31个省市自治区的一元材积、生物量、碳汇模型，发明基于光谱、地形、纹理的森林航天遥感、无人机航空摄影、地面摄影精测、3D角规测树、5棵树法测树模型，实现森林数表、森林观测、森林经营、森林设计自动化，集成森林经理内外业一体化FIM5.labV1.0,成为国内森林资源经营管理主导平台。项目实现了无人机倾斜摄影观测固定样地树高误差5%，胸径误差3mm，林木定位精度10cm，CCD全站立木精测高/径误差1mm,材积误差1-3%，代替伐倒木。MINI超站仪/全站仪测径/测高误差2mm/

5、15mm。系统集成化程度高，整体上达到了国外同类单功能产品的最好水平。产品及软件平台性价比最优，是国内外同类单项集成后产品价格的1/3，2013年-2015年，在林业、园林、电力、测绘等行业推广硬件及软件产品产值达1.67亿元。本项目的研发与推广，促进了林业科技创新与进步，项目所研发的森林观测装备与配套的森林精准经营与作业方法及平台在我国林业部门得到了应用。发表SCI、EI、CSCD收录论文50余篇。培养硕士30余人，博士15人，申报专利52项，其中授权发明专利8项，外观设计专利1项，实用新型专利1项，软件著作权50余件。六、客观评

6、价国家高新技术研究发展计划（863计划）课题验收结论书中指出“课题完成了超站仪高精度角度测量的核心部件竖轴，采用密珠轴系，在测角传感器绝对编码度盘的制作和四路CCD探测技术的电路制作的基础上，实现了高精度测角技术及自动补偿技术；采用5频率相位式测量，以及频谱分析法测相，实现了超站仪高精度测距，研制了原理样机和超站仪样机。验收专家组认为，该课题基本达到了合同要求的主要目标与主要指标，为我国高精度超站仪产业化奠定了良好的技术基础。华南国家计量检测中心广东省计量科学研究院鉴定报告书中指出项目所研制的NTS-391R10全站仪质量为Ⅰ级合格

7、。七、应用推广本项目促进了林业科技创新，摄影全站仪、MINI摄影测树仪、森林资源调查手机记录系统和平板电脑测记系统已经在我国林业调查、规划设计、林场、各级林业专业院校应用，取得了很好的效果，森林精准经营与作业方法也在各大林区逐步推广。本项目减少了森林资源人力物力的投入，提高了森林调查效率，取得了显著的经济效益和社会效益。八、主要知识产权目录发明专利：（1）一种基于电子经纬仪和全站仪的森林计测方法，专利号ZL201110164568.3授权公告日：2015.2.4专利证书号:第1578864号发明人：冯仲科、邓欧、刘德庆、姚山、闫飞专

8、利权人：北京林业大学专利状态：有效（2）一种以全站仪为工具的林地样木复位方法，专利号ZL201310054522.5授权公告日：2015.9.30专利证书号：第1804846号发明人：冯仲科、杨伯钢、闫飞、高原专利权人：北京林业大学专