1.7 林业人员使用的测高仪

林业人员在作业中经常会用到测量高度的工具,也就是测高仪。上面介绍了那么多自制的简易测高仪,其实跟林业人员在实际工作当中使用的“真正的”测高仪还是有很大区别的。下面我们就来学习其中的一类,我对它稍微做了点改动,是为了方便大家可以自己制作。

图1-11解释了测高仪的使用原理。测量的时候,测量的人拿着这个由硬纸板或者木板所做成、标有abcd位置的方板时,向ab边方向望去,通过调整仪器的倾斜角度,使树梢Bab边在同一直线上。此时在b点系一根细绳,下端系一小重物q。在垂直的细绳于dc线的交叉处形成n点。由于三角形bBCbnc都是直角三角形,且由于锐角bBC与角bnc相等,因此两个三角形相似,我们可以知道:

BCnc=bCbc

图1-11 林业人员使用测高仪示意图

因此

其中,bC、ncbc都是可以直接测量得出的,根据比例可得BC。要得到树高,还需要把树干下部的长度CD,即仪器距离地面的高度量出,BC、CD两者相加即可。

前面我们讲过笔记本测量仪可以通过预先计算标量刻度来简化步骤,这个测高仪同样可以。如果我们把木板的bc边留成10厘米长,而在dc边上标出厘米刻度,就相当于一个十分之几的分数,这就意味可以直接指示出树高BC占距离bC的十分之几了。打个比方,假如悬锤的线停到刻度5的位置(nc=5厘米),则此时树木处在眼睛水平高度以上的高度是观察者与树干间距离的

这个仪器还可以进一步改进一下,如图1-12所示,在方纸板的上角折出两个正方形,分别穿上一大一小两个孔眼,把小的放在眼前,通过大的眺望树梢,便于我们沿ab线进行观看。

图1-12 林业人员使用的测高仪

图1-12所示的仪器与实物尺寸差不多,平时就可以放在口袋中,非常实用。例如郊游的时候,你就可以利用它很快测量出大树、电线杆、建筑物的高度子。这种仪器更加完善,但是制作却不难,只要掌握了方法,每个人都可以自己制作一个。(该仪器是本书作者研制的“户外的几何学”工具系列之一。)

[] 这种测高仪能否用来测量无法靠近的大树?如果可以,如何使用?

[] 答案是肯定的,这种测高仪当然可以用来测量无法靠近的大树。只要使仪器的AA′点与树顶B同处一条直线(图1-13)。假设经测量得出,BC=0.9AC,则在A′点,BC=0.4A′C。由此,我们可得:

图1-13 怎样测量难以靠近的大树的高度

得出

所以

因此,只要测量出两个观测点之间的距离AA′,再根据比例计算,即可得出难以靠近的大树的高度。