国土资源
LAND&RESOURCE S
41
SHUZIZIRANZIYUAN
数字自然
资源一、森林资源连续清查工作的内容
森林资源连续清查是林业主管部门的基本工作,目的是对森林资源的数量和质量进行排查,以便于为林业生产管理工作提供依据与指导。森林资源清查工作本质上是一种通过抽样方式获得均匀且有代表性的数据的调查方式。很多国家都采用这种方式对森林资源进行监测。中国各省市都对林场资源采用了抽样检测的森林资源连续清查方法来清查森林资源的质量。
二、传统森林资源连续清查方法
既然需要对森林资源进行监控,那就需要在选定的样地上进行监测和复测,这也就要求工作人员对样地进行定位和复位。
(一)传统样地定位方法
传统样地定位方法是借助罗盘仪进行定位,首先在地形图上到如峡谷谷口、山峰峰顶、河流交汇处、道路交叉处、桥梁等有地理特征的点作为定位引点,也就是基准点,通过地图测量样地点距离引点的距离。之后,工作人员带上罗盘
仪到选定地,通过地图上得到的角度和距离判定样地位置,一般要求定位误差必须小于等于10米才能满足定位需求。由于森林中视野受限且地形复杂,想要满足定位需求对工作人员的试图能力、定位能力有很高的要求。在实际工作中,由于技术人员能力有限、地形复杂或视野受限、地形图比例尺大小、仪器设备操作不当等原因造成样点定位错误,严重时甚至会出现引点错误的情况,10米定位精度就更难以实现了。
(二)传统样地复位方法
在确定好样地位置后,需要借助木桩作为定位标志,以便后续样地复位。在技术人员确定好全部样地后,需要定期对样地进行复检,一般森林资源清查频率为五年一次。技术人员在复位时需要到定位木桩才能确认样地复位是否准确。一般具备显著特征的样地可以直接借助地形图以及复检记录定位,属于最简单的复位方法。但是森林中大多数样地并没有明显的地理特征,仍然需要技术人员根据引点借助罗盘仪重新定位、复位。在一些地形高度落差较大且植被茂密
的地区,罗盘仪和距离误差较大,很难一次性成功复位,需要工作人员反复寻,而且有些人为活动较多的地区一旦定位木桩受到破坏会导致技术人员不到样地位置。这种样地复位方式比较传统,技术手段比较落后,因此样地复位的效率低、难度大,对于技术人员的地形识别能力和定位仪器使用能力都有较高要求。
三、借助北斗导航技术的森林资源连续清查方法
传统的样地定位、复位方法的准确率和效率都较低,因此在2000年以后的森林资源清查中都借助了GPS 等导航技术来进行辅助定位,进而提高森林资源清查工作的效率和质量。
GPS 技术原意是指美国研发的全球定位系统,该技术的英文字母缩写为GPS ,主要是借助卫星对地球上的任意地点进行精准定位。GPS 技术的定位精度较高,一般准确度可以达到正负5米范围,可以满足森林资源连续清查的准确度要求,并且该技术成本低便于实际应用。但是现代社会的GPS 技术不再
北斗导航在森林资源清查中的应用
□浙江省自然资源厅信息中心  杜鸣良
□浙江省测绘科学技术研究院  叶  送  盛  君
Copyright©博看网 www.bookan. All Rights Reserved.
国土资源
L
AND&RESOURCES
42
国土资源
LAND&RESOURCES
仅仅代表美国研发的定位系统,伴随中国北斗卫星导航系统的建成,中国有了独立自主的全球定位导航系统——北斗卫星导航系统。北斗导航技术需要在第一次样地定位之后记录下样地的坐标,才能够使用。因此北斗导航技术只能应用在增设样地和样地复位中。
(一)北斗导航技术在样地复位中的应用
1.利用坐标确定样地位置。根据第一次样地定位所得的高斯平面横纵坐标以及海拔高度可以得到样地定位木桩的数据。
2.利用北斗导航设备进行坐标参数转换。用户需要设置设备参数个数,在北斗导航设备中输入中央经线、投影比例、偏移距离等参数,从而得到高斯平面直角坐标。
3.将地形图上计算出的样地坐标木桩坐标以及海拔高度输入到设备内,建立导航点。
4.借助北斗导航设备建立导航寻样地。北斗导航技术可以进行样地辅助定位,首先通过传统复位方法确定样地的大致范围后,在北斗导航设备中输入样地信息进行导航。此时北斗导航设备可以在设备上显示当前所在位置与目标地的角度、距离和海拔高度差,便于寻目标点。北斗导航设备可以实时更新技术人员所在位置,因此可以便于技术人员判断自己的行进方向是否正确。由于北斗导航技术准确度高达正负3米左右,因此完全可以实现样地的精准定位,且不受地形以及视线的影响。只要样地中心桩没有遭到破坏,技术人员就可以轻松到样地定位桩,复位准确率高
达100%。(二) 北斗导航技术在增设样地中的应用
除了第一次样地定位后使用北斗导航设备设置样地坐标外,在后期清查中也存在增设样地的情况。一般这种情况是前期清查中样地为非林地,但是后续清查中发现该地已经变为有林地,需要增设样地定位桩进行清查,此时需要在北斗导航设备中增加定位。前期样地在后续清查过程中如未能重新复位,则需要改设样地。利用北斗导航技术进行增设样地时可以不需要罗盘仪等设备,由于北斗导航设备定位精度较高,可以直接根据导航前进,当设备所在位置与设置的样地坐标重合时,即为样地中心位置,也很容易北斗手机号定位
到样地定位桩。
四、北斗导航技术在森林资源清查中应用的优点
(一)提高工作效率,降低工作量
传统的森林资源清查方法都是通过引点、引线、罗盘仪进行定位,在复杂地形时这种方法很容易因迷失方向造成定位误差,而且频繁的定位会增加技术人员的工作量、耽误大量时间。在一些地形缺乏特征性的地区如沙漠戈壁地区,地形图上可以作为引点的特征地形非常稀少,这也就导致引线过长,定位工作难以进行。利用北斗导航技术进行定位不需要可视引点,直接根据坐标进行导航,可以大大提高工作效率。利用传统方法定位一般需要2至3天,甚至在一些山区需要4至5天,现在利用北斗导航设备只
需要1至2天的时间,工作效率直接翻倍。
(二)提高样地复位精度
传统定位方式是利用地形图上得到的角度和距离,按照比例尺放大后确定样地位置。但是受到人工测量误差、比例尺以及地形图收缩变形所引起的影响,这种方式会存在较大误差。但是借助北斗导航技术则不需要人工进行计算,避免了人为误差,直接通过卫星数据以及计算机进行数据处理,准确度较高,可以大幅提高样地复位精度。同时利用北斗导航技术可以无需借助地形图上的引点,直接通过做样地坐标
进行复位,克服了地形图存在误差等问题。因此北斗导航技术十分适合于应用森林资源清查,可以大幅提高样地复位精度。
(三)提高样地复位率
借助北斗导航技术可以提高样地复位精度,进而提高样地的复位率,保证森林资源清查的连续性,避免改设样地的情况发生。一般来说,只要样地定位桩未受到严重毁坏,即使在一些地形简单的地区,借助北斗导航技术都可以实现样地的准确复位,可以将复位率提高至100%。
(四)利用森林资源清查质
量管理,调动工作人员积极性
传统的森林资源清查工作由于工作场所一般通讯设备信号不好,因此无法及时联系工作人员,也无法对工作人员的工作进度进行监督。在引入北斗导航设备后,可以记录工作人员的移动轨迹,因此在工作人员收工之后可以检查工作进度,出现问题时可以技术处理。这样可
Copyright©博看网 www.bookan. All Rights Reserved.
国土资源
LAND&RESOURCE S
43
SHUZIZIRANZIYUAN
数字自然
资源以保证森林资源清查工作的质量,充分调动工作人员的积极性。
五、北斗导航设备的主要
功能以及在森林资源清查工作中的应用
北斗导航技术的工作载体一般是北斗导航接收机,伴随科技的发展,平板电脑也逐渐应用在森林资源清查工作中。相较于北斗导航接收机,平板电脑上手难度较低,并且具备信息采集功能,比如拍照、文字记录等,可以提高数据的准确性和真实性。平板电脑便于数据处理,可以对数据进行记录和修改,利用数据管理系统可以将数据导出成word 、excel 、pdf 等格式,节约数据处理时间,提高工作效率。将北斗导航设备应用在森林资源清查工作中,可以实现以下功能。
(一)路线规划以及导航记录
利用平板电脑可以使用谷歌地图,结合卫星高清数据可以在地图上观察到目标地周围的地理特征,并使用导航规划功能设计调查路线。同时平板电脑中的记录软件可以记录导航路线,并后续进行路线规划,传统的北斗导航接收机无法进行路线规划,只能实现定位功能。
(二)样地定位与测量
定位是北斗导航技术的基础功能,可以避免人为测量以及计算的误差,计算机处理数据可以提高数据的准确性,提高样地定位的准确性。
(三)实时数据记录和计算
传统北斗导航手持仪主要实现定位导航功能,没有涉及其他功能。采用平板电脑工作还可以进行数据
记录,主要测量和记录内容包括树高、森林灾害情况、天气情况、植被情况、样木位置、复查样地记录等。同时,直接使用数据和图片记录信息,可以提高清查工作内容的直观性,避免后续数据处理工作,减轻后续工作强度,增加资源清查内容的全面性。直接采用电子设备进行数据记录还可以实现数据对比功能,每一棵树木的数据都会自动进行对比,通过样木统计菜单可以自动生成样地每木检尺株数、树木平均胸径等信息,根据认为设置的树木参数比重可以自动计算出平均胸径、优势树种等。
(四)质量检查功能
森林资源清查工作内容受到人为影响因素较大,既然是人为活动就会存在失误,在工作中难免会出现数据错填、漏填等现象,数据记录产生冲突。因此,可以在软件中设置数据质量检查,出现数据漏填时不但可以提醒工作人员补充、在数据明显偏离平均数据时,也会自动提醒工作人员检查,确保数据的准确性。
(五)数据备份和还原
数据备份可以确保数据的安全性,平板电脑可以通过移动硬盘、电脑等设备进行数据备份,工作人员每进行一阶段的工作,在转移位置时就可以进行数据备份,当数据出现问题时,可以通过数据还原来进一步保证数据的安全性。
六、北斗导航设备在森林
资源清查应用中存在的问题
北斗导航技术已经较为完善,因此主要是北斗导航设备本身限制
了北斗导航功能的发挥。
(一)北斗导航设备耗电量大、费用较高
由于森林资源清查工作一般需要调查人员长期在野外工作,因此设备电量会直接影响工作进度,在一些偏远地区调查人员需要一次在山里连续工作几周,携带的电池不够用、也没有地方购买,会影响工作进度。平板电脑的好处是可以利用车载电源充电,因此需要在制定路线规划时计划好补给点,保证工作顺利进行。
(二)北斗导航设备的防水性较差
森林资源清查工作所处环境空气湿度较大,水源较多,但目前北斗导航设备的防水性能普遍较差。在森林资源清查过程中,由于工作时间较久、环境等影响导致工作人员遇到雨水天气较为频繁,因此对北斗导航设备的防水、防尘以及防震功能提出了更高要求。目前不论北斗导航接收机还是平板电脑都无法实现防水功能,因此需要对设备进行保护。
七、结语
本文通过对传统森林资源清查方案和北斗导航技术清查方案进行对比,突出了北斗导航技术的优点,并提出了北斗导航技术在森林资源清查工作中的具体应用,以便于提高工作的准确性和效率。应用北斗导航技术可以显著提高森林资源清查的工作质量和工作效率,具备进一步的推广价值。
Copyright©博看网 www.bookan. All Rights Reserved.