計(jì)算機(jī)繪圖在森林資源調(diào)查區(qū)劃上的應(yīng)用

楊繼紅

摘要：通過(guò)幾種計(jì)算機(jī)軟件在林業(yè)調(diào)查繪圖上的應(yīng)用，探討改變傳統(tǒng)的林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì)區(qū)劃圖的繪制方法，從而提高繪圖效率和面積求算的精度。

關(guān)鍵詞：森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)整理計(jì)算機(jī)繪圖地理信息系統(tǒng)GPS手持機(jī)

1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)化的作用是為了獲得在硬件、軟件和系統(tǒng)上的綜合投資效益，首先具備可移植和互操作性。信息往往是一個(gè)由多種計(jì)算機(jī)平臺(tái)組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，有了標(biāo)準(zhǔn)，可以促進(jìn)用戶(hù)從網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點(diǎn)上獲取數(shù)據(jù)，即從不同硬件環(huán)境中獲取數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用；其次是可伸縮性，為了適應(yīng)不同的項(xiàng)目和應(yīng)用階段，必須以相同的用戶(hù)界面在不同大小級(jí)別的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行；第三是通用環(huán)境，標(biāo)準(zhǔn)提供了一個(gè)通用的系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境，如提供通用的用戶(hù)界面和查詢(xún)方法等，利用這個(gè)通用環(huán)境形成與國(guó)家數(shù)字地球并軌。

1.1圖的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：采用統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，表達(dá)空間信息的數(shù)據(jù)均采用統(tǒng)一的國(guó)家西安80坐標(biāo)系統(tǒng)，統(tǒng)一地圖投影(uTM)。

1.2數(shù)據(jù)組織：為便于計(jì)算機(jī)管理和應(yīng)用，如存儲(chǔ)、檢索、分析、圖形再現(xiàn)和數(shù)據(jù)交換等，數(shù)據(jù)庫(kù)分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)(即基礎(chǔ)地形圖)、專(zhuān)題(圖)數(shù)據(jù)庫(kù)等，每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)由若干數(shù)據(jù)層構(gòu)成。各庫(kù)主要信息是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)。

2繪制森林調(diào)查區(qū)劃圖涉及到的幾種軟件

隨近幾年計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)的飛速進(jìn)步，確實(shí)出現(xiàn)了一些軟件能紿林業(yè)調(diào)查領(lǐng)域的圖形繪制提供強(qiáng)有力的幫助。筆者要論述使用的軟件主要是山海易繪、AutoCAD，其他輔助軟件有微軟的Excel，Garmin公司MapSource和北京林科院地理所自信公司是Viewgis等。

3利用Excel軟件繪制調(diào)查區(qū)劃圖

3.1在電子表格中對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理：先在工作表中建立方位角、斜距、傾斜角、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)以及對(duì)X和Y計(jì)算機(jī)后得出的兩對(duì)計(jì)算數(shù)等七個(gè)字段。將測(cè)得的方位角、斜距、傾斜角等數(shù)據(jù)按先后順序錄入，在對(duì)應(yīng)的X坐標(biāo)的文本框中輸入公式計(jì)算該點(diǎn)的×坐標(biāo)，公式為斜距*cos傾斜角*sin方位角；在Y坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的文本框輸入公式計(jì)算該點(diǎn)的Y坐標(biāo)。公式為斜距*cos傾斜角*cos方位角。

3.2根據(jù)整理后的數(shù)據(jù)繪制區(qū)劃圖：繪圖時(shí)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單中的插入圖標(biāo)，在標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型中選擇折線，后點(diǎn)擊下一步，在數(shù)據(jù)區(qū)域后輸入包含×、Y坐標(biāo)的單元格序列，再下一步后分別定義標(biāo)題、坐標(biāo)軸、網(wǎng)格線、圖列、數(shù)據(jù)標(biāo)志、數(shù)據(jù)表等選項(xiàng)卡內(nèi)的選項(xiàng)，直至滿(mǎn)意為止，單擊完成，一幅漂亮的區(qū)劃圖即繪制完畢。

4使用羅盤(pán)儀導(dǎo)線測(cè)量得到數(shù)據(jù)后區(qū)劃圖的繪制

林業(yè)生產(chǎn)中的一些設(shè)計(jì)性工作，對(duì)圖紙要求高，Excel繪制的圖形就遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了要求，而用AutoCAD繪圖，不但效率高、誤差小，而且繪制圖例、圖標(biāo)也極方便美觀，還可以精確打印出各種比例尺的圖形，簡(jiǎn)便快捷。

4.1應(yīng)用Excel電子表格，對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理：新建工作表，在工作表中建立測(cè)點(diǎn)、斜距、傾斜角、水平距、方位角等五個(gè)字段，順序輸入所測(cè)數(shù)據(jù)，并應(yīng)用公式，求得斜距對(duì)應(yīng)的水平距。然后利用Excel本身的函數(shù)，將水平距和其對(duì)應(yīng)的方位角以@水平距(方位角的格式放到一個(gè)單元格內(nèi)，這樣就生成了以測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的@水平距(方位角單元格序列。最后將這個(gè)單元格序列復(fù)制到粘貼板上，以供AutoCAD繪圖之用。

4.2初始化AutoCAD的繪圖環(huán)境：用鼠標(biāo)點(diǎn)擊打開(kāi)AutoCAD軟件，選擇新建圖形，進(jìn)入繪圖界面打開(kāi)格式Format菜單，在格式菜單下單擊單位Units命令，進(jìn)入彈出式窗口設(shè)置，第一項(xiàng)長(zhǎng)度類(lèi)型為默認(rèn)的十進(jìn)制，不用改變；第二項(xiàng)精度我們可以取1位小數(shù)：第3項(xiàng)角度的單位這里也選擇十進(jìn)制；第4項(xiàng)的角度精度選擇1位小數(shù)，最后單擊確定。

4.3繪制調(diào)查區(qū)劃圖：用鼠標(biāo)點(diǎn)擊繪圖的快捷按鈕后，在屏幕底部的命令行窗口內(nèi)單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇粘貼命令，即可將剪貼板內(nèi)的數(shù)據(jù)輸入到這里，回車(chē)圖形繪制完畢。應(yīng)當(dāng)注意的是，對(duì)于經(jīng)常繪制的某類(lèi)圖形，可以先建立圖形模板，將各種相同的要素一次性建立完成，繪圖時(shí)只需將測(cè)量數(shù)據(jù)拷貝到命令行即可，可以極大地提高工作效率。

4.4圖形打印輸：將圖形由模型空間復(fù)制到圖紙空間，在圖紙空間里用鼠標(biāo)單擊文件菜單下的打印設(shè)置命令，先要選擇合適的打印設(shè)備，在選擇輸出的紙型，再設(shè)定輸出圖形的比例尺，點(diǎn)擊打印即可打印輸出美觀的圖形。

5使用GPS區(qū)劃圖的繪制

對(duì)于用GPS進(jìn)行的區(qū)劃，Garmin公司的MapSource軟件通過(guò)附帶的數(shù)據(jù)線，微機(jī)讀取數(shù)據(jù)后，可以繪制出所測(cè)量地塊的點(diǎn)、線圖。但該圖有兩個(gè)的致命弱點(diǎn)，一是圖形繪完后不能進(jìn)行任何編輯；二是軟件中所能改變的比例是查閱比例，與打印無(wú)關(guān)，很難做到精確打印出要求比例的圖形。我們也可以通過(guò)該軟件讀出的GPS中的數(shù)據(jù)，利用Excel整理，通過(guò)AutoCAD繪圖。

5.1在Excel中整理數(shù)據(jù)：用GPS測(cè)量測(cè)得到點(diǎn)是數(shù)據(jù)是經(jīng)緯度或地理坐標(biāo)，整理的格式為X、Y，可以去掉其他信息，只留下測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)，然后復(fù)制到剪貼板上備用。

5.2在AutoCAD中繪制區(qū)劃圖：對(duì)于用GPS測(cè)量的數(shù)據(jù)繪圖，打開(kāi)AutoCAD后不需要進(jìn)行任何初始化設(shè)置，直接用鼠標(biāo)點(diǎn)擊繪圖命令，后將剪貼板上的數(shù)據(jù)直接復(fù)制到屏幕下方的命令窗口內(nèi)，回車(chē)即可繪圖。

5.3查找和編輯圖形：圖形繪制完成后，由于地理坐標(biāo)的數(shù)值非常大，繪圖位置已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出屏幕顯示范圍，因此需要對(duì)屏幕圖形進(jìn)行縮小處理。具體操作是點(diǎn)擊視圖／縮放，全圖命令，即可找到所繪圖形，將其移到屏幕中央，再進(jìn)行放大到合適大小，可對(duì)其進(jìn)行編輯，其它編輯與打印相同。但應(yīng)當(dāng)注意的是：對(duì)于GPS區(qū)劃數(shù)據(jù)，用AutoCAD繪圖時(shí)，也可以直接打開(kāi)GPS人工讀取點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，手工輸入繪圖。讀1點(diǎn)繪1點(diǎn)，方法簡(jiǎn)便一些，但效率低、易出錯(cuò)，不推薦是使用。

6對(duì)未來(lái)林業(yè)區(qū)劃圖形繪制方法的展望

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，3S系統(tǒng)在林業(yè)的廣泛應(yīng)用，林業(yè)是區(qū)劃測(cè)量必將迎來(lái)翻天覆地的變化，但目前仍然存在一些問(wèn)題。

6.1基層單位利用GPS進(jìn)行測(cè)量時(shí)存在的問(wèn)題：使用方法和配套設(shè)備，由于GPS對(duì)天氣、使用環(huán)境都有要求，特別是一些參數(shù)的設(shè)置，而基層單位業(yè)務(wù)人員素質(zhì)偏低，難免在使用中有這樣或那樣的問(wèn)題：另外，基層單位經(jīng)費(fèi)緊張，沒(méi)有與之配套的微機(jī)系統(tǒng)，區(qū)劃后能量面積，但不能輸出區(qū)劃圖，有些單位則根據(jù)GPS中區(qū)劃的形狀人為估畫(huà)，造成成圖后圖形形狀上的錯(cuò)誤。

誤差的困擾，美國(guó)雖然開(kāi)放了CA政策，但在GPS的測(cè)量精度上做了限制。還有些型號(hào)的GPS，如小博士、12C、奇遇等等本身精度不夠，特別是不能進(jìn)行差分計(jì)算的單機(jī)測(cè)量，根本達(dá)不到林業(yè)測(cè)量的精度要求。我們通過(guò)試驗(yàn)，面積低于3平方公頃的，以上幾種GPS都達(dá)不到精度。而省里的文件規(guī)定，可以使用GPS進(jìn)行定點(diǎn)和區(qū)劃測(cè)量。即沒(méi)用指明使用型號(hào)，也沒(méi)有給定多大面積可以使用GPS。這樣，基層有些單位則不論多大面積，一律使用GPS進(jìn)行區(qū)劃測(cè)量，結(jié)果有些地塊造成非常大的誤差。

6.2未來(lái)GPS與GIS的廣泛應(yīng)用，將給林業(yè)區(qū)劃測(cè)量帶進(jìn)嶄新的時(shí)代：地理信息系統(tǒng)(Gegraphic Information System簡(jiǎn)稱(chēng)GIS)是一項(xiàng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新興技術(shù)，圍繞著這項(xiàng)技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用形成了一門(mén)交叉學(xué)科。在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，可以對(duì)空間數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)或空間位置進(jìn)行各種處理，對(duì)數(shù)據(jù)的有效管理。通過(guò)對(duì)各種因素的綜合分析，它可以迅速獲取滿(mǎn)足應(yīng)用需要的信息并能以地圖圖形或數(shù)據(jù)的形式表示處理的結(jié)果。GIS即地理信息系統(tǒng)，在林業(yè)行業(yè)中的逐步建立和完善，無(wú)疑給林業(yè)的測(cè)量區(qū)劃與管理工作注入了新鮮的活力。目前，我們正在使用北京資信公司的Viewgis系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有的林相圖、地形圖進(jìn)行矢量化工作，該系統(tǒng)一旦建成，以后的林業(yè)區(qū)劃工作即可直接與GPS對(duì)應(yīng)，應(yīng)用GPS區(qū)劃的圖形就可以直接在GIS中讀入、編輯、輸出，使林業(yè)的區(qū)劃測(cè)量工作真正步入現(xiàn)代化、正規(guī)化。