智慧古树在线健康检测系统（无损）

1.介绍

在线古树在线健康检测系统（无损）是一套集合三维数据中心平台、定期古树现场检测、在线古树周边环境监测系统。

2.主要功能

2.1 三维数据中心

应用架构

应用特点

系统采用B/S架构

系统基于B/S架构，支持HTML5/SVG等最新技术，更好的实现对多终端的支持，用户端只需安装浏览器即可，无需考虑操作系统等兼容性问题。

支持数据全过程可视化展现

建立可视化的手段将数据从原始数据到分析图表，能够在可视化界面进行详略操作，控制实时数据及动画展示、历史回放、报警、命令下发等功能，包括2D图表分析、3D建筑实景等相关内容。

多类数据获取支持

HTML5与后台数据的交互支持Ajax、WebSocket、JSONP、MQTT等方式

三维模型与图表管理

模型能根据屏幕实际进行自适应缩放，实现放大、缩小、拆解、透视等功能。同时根据用户设置的刷新周期进行数据获取和元素渲染，实现对设备的远程监控、诊断维护和故障预警。

多终端支持

由于系统采用B/S架构，前台采用HTML5技术，三维展示采用基于WebGL技术的三维JS库，各类终端只需安装通用web浏览器即可实现对项目的访问，后台Server会将需要展示的资源推送加载到展示页面。

三维展示

2.2 定期古树现场监测

树木雷达探测仪

树木雷达检测系统是为检测树干内部腐朽和地下根系分布而设计的。它利用探地雷达技术对树木进行无损扫描，可生成高分辨率图像。系统有两种独立的检测方法，分别用于检测树干的内部状况及根系的实际分布。

整个检测工作包括两步：

一是野外实地数据的采集，快速无损；
二是利用软件对数据进行分析处理，生成内部状态图。树干分析可以绘制树干内部空洞、腐烂以及实材厚度图；根系分析可以生成2D根系分布平面图、根系密度图和3D根系形态图。

特点：

无损检测，对检测对象无伤害，对环境无任何不利影响；
检测快速，只需数分钟即可完成树干不同高度扫描，根系扫描只需数十分钟;
无线通讯，测量更加方便快捷;
扫描前无需对检测对象做任何处理；
数据采集器和检测天线有便携箱存放，携带方便；
软件分析准确方便，生成专业的分析报告，结果可靠、直观、多样。

树干检测

快速，无损伤
多层高度扫描只需数分钟；
图片直观显示每个高度层内部情况；
分辨出空洞和腐朽部分；
可以扇形扫描，满足用户不同需求；
分辨率高，扫描间隔5mm；生成专业分析报告。

根系检测

快速、无损伤进行地下根系检测；
400MHz专用天线可以穿透地基、公路等坚硬表面；
可平行直线扫描，圆周同心扫描，圆弧扫描；
可以分辨出地下电缆、输送管道等；
快速启动，数十分钟可完成多圈扫描；
生成专业分析报告，准确绘制根密度、位置和深度分布图。

应力波树木断层画面成像仪

PiCUS应力波树木断层画面成像仪采用应力波传播时间为原理对树木内部结构进行无损检测，可以获得树木横切面内部的二维或三维图像，从图像中发现木材内部健康与腐朽情况以及腐朽的程度大小，从而获取古树或其他测量对象的健康状态。

微阻力木质检测仪

微阻力木质检测仪可以用于任何可靠稳定的木质检测实验中。通过实时测量探针的钻探阻力，从而检测树木内部腐烂情况、空洞情况和虫蛀情况等。

应力波检测仪

ArborSonic 3D木材应力波测定仪能够无损地检测树干中腐烂或空心区域的位置和尺寸。它的工作原理是基于树干周围几个传感器之间的声速测量。如果两个传感器之间存在空洞或腐败，声速就会下降。基于Radon变换可重建图像，通过两个或两个以上的2D层图像之间插值可以创建3D图像。最常用的传感器数量是10个或12个，最多可配置32个传感器。

单层扫描模式

多层扫描模式：

树木安全计算

定期古树现场监测检测步骤

1）用橡胶锤将传感器穿过树皮钉入树木，使传感器沿树干均匀地间隔布置；
2）用尺测量传感器之间的距离，并将测量数据输入计算机；
3）用钢锤敲击每个传感器产生声波。ArborSonic 3D以微秒级的精度测量出到达每个传感器的传播时间，并将数据传输至计算机；
4）软件计算并显示树木内部的声速分布；
5）在不同的高度测量可组合构建3D模型。

2.3 在线古树周边环境监测系统

风向传感器

风向传感器设计采用黑色莱克桑（Lexan）材质的风向标（不易碎）具有一定的热值，比金属材质的风向标具有更好的防冰效果。

风速传感器

风速传感器记录的最高风速为96m/s，低惯量值和独特的轴承系统可以对从微风到飓风作出最迅速的反应。黑色莱克桑（Lexan）材质的风杯（不易碎）具有一定的热值，比金属材质的风杯具有更好的防冰效果。

雨量传感器

翻斗式雨量桶可测量0.1mm的降水增量。雨量桶通过翻斗来测量降雨量，降雨通过漏斗进入机械式翻斗，当翻斗充满到标定线时自动倾斜倒掉雨水，从而通过翻斗的反转次数来测量降雨量。

温湿度传感器

采用美国CSI公司CS215温度相对湿度传感器，主要测量空气温度与湿度， CS215是由Campbell Scientific Inc.（CSI）基于瑞士Sensirion公司的SHT75探头，采用CMOSens®技术的数字式湿度和温度探头制造的温度湿度传感器。该型探头已经在超过两年的阿尔卑斯山的高山极端环境测试中表现出良好的可靠性和优异的准确性。该传感器采用SDI-12信号输出，程序编写简单，耗电量低，与CSI的CR系列数据采集器具有良好的兼容性。