在森林资源调查中需要调查林分因子,从而了解森林资源的数量与质量,以进行林业规划、设计和经营。森林资源调查是一项费时费力的工作,使用传统测量工具需要不同仪器来进行测量,同时还受地形条件的限制。我国常用直径测量方式为围尺,但其无法测量上部直径,并且在复杂环境下人难以行进的地方也难以测量。测高仪器主要为布鲁莱斯测高器,需测量水平距,受地形条件限制大,误差较大。为快速精确进行林木测量,开发设计了便携式数字化智能测树仪—Mini测树仪。仪器由STM32F103VET6单片机、ov9655传感器、LIS331DLTR倾角传感器、键盘、LTTD240320022-L3-TF显示屏模块及其相关电路模块等构成。采用相位原理测距,测距的平均误差为0.047m。在径高同测模式下,利用摄像头和CMOS传感器对图像进行处理,实现树径的自动识别,再利用所测距离和倾角,实现高度、直径同步测量。另外仪器还有测径模式、测高模式、测距模式、倾角测量模式、面积计算模式。将C言语编写的内置代码烧入单片机中,实现了各种测量,再配合后处理软件,实现蓄积计算、林木分布图出图以及竞争指数的计算等功能,使得内外业一体化。通过在北京的奥林匹克森林公园、鹫峰以及福建省连城县朋口镇进行了应用和精度验证,本研究主要内容和成果如下：(1)实现树木直径的自动判别和测量直径自动测量方面通过摄像头和CMOS传感器获得图像,经灰度转换后,使用窗口大小为5的高斯逆波器进行平滑、非极大值剔除、双阀值的边缘连接等一系列Canny算法,提取边缘。在提取的边缘图像基础上,设计了树木直径自动提取算法,再通过焦距、物距、像距和像素大小之间的关系计算出树干直径。选择了不同树木进行验证,实验结果表明树干识别的精度为87.9%,树径测量的自动化程度高,所测树干直径值一半以上误差在5%以内,大部分测量数据符合森林资源调查需求。在自动识别与测量的基础上加入手动调节功能,对识别效果不好的进行调节从而提高树木直径测量的精度。本仪器解决了给定高度处的直径测量,即实现树高、直径同步测量,特别是胸径地测量。径高同步测量主要通过激光测距传感器、倾角传感器和树径测量功能来实现。对上部直径进行测量验证,对于高20m以上的树,Mini测树仪的误差从高度上说,随着树高的增加而增加,1-5m处最小误差为0.37cm,5-10m为0.56cm,10-15m为0.58cm,15-20m为0.58cm,20m以上为0.83cm。而从距离上看,误差小的一般在最后两个距离段区间内。13m以下树木测量中,Mini测树仪1-2m处最小误差为0.15cm,2-3m处最小误差为0.22cm,3-5m为0.46cm,5-8m为0.54cm,8-13m为0.57cm。对于上部直径被遮挡的情况,使用削度方程进行估算,只需测量胸径,然后就可获得所需高度处的直径。使用曾伟生(1997)和Mei(2015)的削度方程进行了拟合,得到曾伟生的精度高,相对误差在9%内,而Mei的误差较大。(2)实现树高的快速方便测量。树高测量方面,基于三角函数的测高主要使用测距仪、倾角传感器实现。CMOS传感器测高主要由RGB至HIS的转换、树干细化、投影变换、投影重建等步骤实现。在高度测量方面,对于胸高处的测量,最大误差为0.012m,平均误差为1.298×10-3m。对不同倾角进行树高测量,得到：35°-60°之间所测树高相对误差几乎都在5%以内。大于60°和小于35°的误差较大,60°以上测量的平均相对误差为10.43%,35°-60°的相对误差为2.53%,0°-35°的相对误差为5.65%,可知在35°-60°间测量树高能准确的测出树高。(3)实现林地和林分的各种测量由Mini测树仪的各种功能实现冠幅测量、立木体积测量、郁闭度测量、数字角规测量、圆形样地测量、中心树N边行样地法测量、竞争指标测量等。其中数字角规测量实现了林分蓄积、株数密度测量等。在林地和林分因子测量方面,对于冠幅的测量,将Mini测树仪和皮尺测量值作对比,两者的绝对误差最大的为0.494m,RMSE为0.283m,精度为96.6%。立木体积测量,一共测量了82棵树的立木体积,Mini测树仪与卡尺所测最大误差为13.34%。数字角规测量方面,人工林的精度高,其中第五块样地4.8系数精度最大,比实际多了25棵,相对误差为1.7%。其次为第一样地的系数1,相对误差为3.7%,其他误差都在10%以上。而天然林更复杂,内部情况不一,误差在20%-40%间,误差高。数字角规的蓄积测量绝对误差最大值为19.02m3,最小误差为1.19m3。