淺談GPS在森林經(jīng)營管理工作中的應(yīng)用

李樹剛

【摘 要】GPS是以接收衛(wèi)星傳遞的信息進(jìn)行現(xiàn)地定位和導(dǎo)航等技術(shù)的系統(tǒng)。它不受時(shí)間和空間的限制，定位、導(dǎo)航方便，準(zhǔn)確、快捷。具有全天候、高精度、高效率的顯著特點(diǎn)。在林業(yè)工作中應(yīng)用非常廣泛，特別是“退耕還林”工程及“三北”防護(hù)林工程的全面開展以及森林資源一類清查和森林防火工作中的應(yīng)用更加廣泛，結(jié)合實(shí)際工作，談一下GPS在實(shí)際工作中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】GPS；林業(yè)工程造林；森林資源；應(yīng)用

GPS技術(shù)在森林資源資源調(diào)查中應(yīng)用是以提高GPS定位精度為研究重點(diǎn)，解決森林資源監(jiān)測體系中因總體樣本單元空間定位有誤而產(chǎn)生有偏估計(jì)的問題；GPS定位精度的提高，使先進(jìn)的遙感（RS）技術(shù)與現(xiàn)有的資源監(jiān)測體系通過數(shù)學(xué)手段聯(lián)系起來這一構(gòu)想成為可能，從而提高了監(jiān)測總體的估計(jì)精度。其意義在于將GPS這一先進(jìn)定位儀器引入到森林資源調(diào)查工作中，提高定位精度，使監(jiān)測對(duì)象準(zhǔn)確無誤，使森林資源調(diào)查中的導(dǎo)航、定位工作具有時(shí)代的先進(jìn)性；通過地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的研究，使森林資源連續(xù)清查信息管理更加可視化、動(dòng)態(tài)化，結(jié)束長期以來森林資源連續(xù)清查工作只有數(shù)據(jù)沒有專題圖的歷史。根據(jù)與軌道上衛(wèi)星的距離，求解設(shè)站點(diǎn)的位置。GPS以接收到信號(hào)的兩個(gè)時(shí)刻來決定設(shè)站點(diǎn)與衛(wèi)星間的距離，然后經(jīng)過一系列方程和解算而得到設(shè)定站點(diǎn)的坐標(biāo)。因此，在測量、導(dǎo)航、測速、測時(shí)等方面應(yīng)用極為方便。

1.測量面積

在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，經(jīng)過多次對(duì)比實(shí)驗(yàn)，用GPS和羅盤對(duì)多種面積地塊分別測量、對(duì)比，在面積越大，兩者差距越小，面積越小，兩者差距越大。綜合對(duì)比，面積在1公頃以下的地塊，用羅盤或測繩求積精度較高。對(duì)不規(guī)則地塊測量面積，用GPS的航跡測量方法比較得當(dāng)。對(duì)規(guī)則地塊，適宜用航線測量（GPS測出的是由這幾個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)所圍成的一個(gè)多邊形的面積，每個(gè)航線一超過50個(gè)航點(diǎn)）。航跡方法使用起來較方便，而且求得面積較快。對(duì)很規(guī)則地塊，往往不易直接到達(dá)的轉(zhuǎn)點(diǎn)測量面積時(shí)，用航線方法測量較方便，往往達(dá)到事半功倍的效果。很多情況下，林業(yè)工程應(yīng)用中兩種方法結(jié)合使用，可充分發(fā)揮GPS的功效。

2.測距

在測量防護(hù)林的林帶長度時(shí)，我們可以運(yùn)用GPS的導(dǎo)航功能測量林帶長度，首先在林帶的一端定點(diǎn)，如果林帶是一直線，我們?cè)诹謳У牧硪欢藢?duì)第一點(diǎn)導(dǎo)航，則可以測出距離。若是事先測完的GPS數(shù)據(jù)，只要數(shù)據(jù)不丟失，我們隨時(shí)可以根據(jù)兩點(diǎn)的位置，用測尺工具，量出兩點(diǎn)間的距離，從而免除重新測量的辛苦。

3.GPS在森林更新?lián)嵊煞ピO(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在森林的更新?lián)嵊煞ネ鈽I(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，通常對(duì)林地采伐地塊面積的測定是利用羅盤儀和測繩進(jìn)行導(dǎo)線測量。由于客觀因素的影響（坡度、轉(zhuǎn)角、視距等），會(huì)使整個(gè)采伐設(shè)計(jì)的精度受到影響甚至使測量工作無法進(jìn)行。而采用GPS系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)位法進(jìn)行調(diào)查設(shè)計(jì)測量工作，可以克服因植被和坡度造成的測量困難，較容易地隨調(diào)查設(shè)計(jì)人員的運(yùn)動(dòng)，適時(shí)地記錄下規(guī)劃區(qū)邊界坐標(biāo)，可與計(jì)算機(jī)直接聯(lián)機(jī)，方便地進(jìn)行標(biāo)圖，并可快速求出撫育采伐林地的面積。

4.GPS在三北防護(hù)林體系建設(shè)工程中的應(yīng)用

三北防護(hù)林體系建設(shè)工程的工作成效如何，要通過檢查、驗(yàn)收、評(píng)估等一系列手段得到最后確認(rèn)。GPS在檢查驗(yàn)收中可發(fā)揮其獨(dú)特作用。首先，具有客觀性；其次，GPS具有科學(xué)性，有一套完整的理論推算和應(yīng)用依據(jù)；其三是具有可操作性，使用簡單，易操作。

（1）三北防護(hù)林體系工程建設(shè)的公益林、商品林，可利用GPS對(duì)規(guī)劃的落實(shí)情況進(jìn)行檢查、核實(shí)。當(dāng)內(nèi)業(yè)檢查結(jié)束后，可利用GPS對(duì)其一個(gè)點(diǎn)或幾個(gè)外業(yè)點(diǎn)進(jìn)行核定，把這些點(diǎn)輸入到GPS中，利用其導(dǎo)航功能，指導(dǎo)行進(jìn)方向，直接到山頭地塊核實(shí)。（2）可對(duì)三北防護(hù)林體系建設(shè)工程的造林項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)地檢查。以前的檢查是利用已填好的造林卡片和規(guī)劃圖到現(xiàn)地核實(shí)，該方法弊端很多，如有些地塊根本沒有完成造林任務(wù)，或以次充好，不想讓檢查者檢查所抽林班（小班）。往往把檢查者引到另外的地塊，或多次重復(fù)檢查一塊造林地，檢查者不可能對(duì)每個(gè)地域都熟悉，在現(xiàn)地難判真?zhèn)?，給一些作假者以可乘之機(jī)。利用GPS就可以避免該現(xiàn)象的發(fā)生。檢查者利用GPS的導(dǎo)航功能，依據(jù)造林外業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定的坐標(biāo)點(diǎn)，把其輸入GPS，利用導(dǎo)航的功能，便能找到一一對(duì)應(yīng)的造林地塊，從而真實(shí)地核查出造林的情況。

5.防火工作中的應(yīng)用

利用手持GPS進(jìn)行火場定位、布兵，火場面積的測量、火災(zāi)損失估算，精確度高，安全性強(qiáng)，能夠?qū)崟r(shí)、快速、準(zhǔn)確地測定火險(xiǎn)位置和范圍，為防火指揮部門提供決策依據(jù)。

6.對(duì)固定樣地點(diǎn)的監(jiān)測

應(yīng)用GPS的定位和導(dǎo)航功能，對(duì)國家一類固定樣地和重點(diǎn)生態(tài)林資源監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，在實(shí)際工作中，導(dǎo)航準(zhǔn)確，誤差小，取得良好的效果，工作效率較以前有了很大提高。黑龍江省森林資源連續(xù)清查體系于1976年建立，截止2005年共計(jì)進(jìn)行了七次連續(xù)清查（六次復(fù)查），為及時(shí)掌握我省的森林資源消長變化和林業(yè)發(fā)展決策提供了科學(xué)的依據(jù)，為全國森林資源監(jiān)測提供了詳實(shí)數(shù)據(jù)。在多年的森林資源監(jiān)測工作中遙感技術(shù)得到廣泛的研究及應(yīng)用，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。但是遙感技術(shù)與傳統(tǒng)監(jiān)測體系相結(jié)合，遙感圖像與固定監(jiān)測樣地的空間配準(zhǔn)等問題，有待進(jìn)一步研究。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)簡稱GPS技術(shù)的全面應(yīng)用研究對(duì)解決上述問題提供了基礎(chǔ)。

7.測量資料的打印輸出

GPS外業(yè)測量結(jié)束后，可以真接通過數(shù)據(jù)線或內(nèi)存卡，與電腦連接，利用電腦軟件mapsource進(jìn)行后期編輯和管理。比如：編輯航線、打上造林地塊姓名、加上標(biāo)志性圖標(biāo)、測量任意一段航線的距離等等。通過測量得到的轉(zhuǎn)點(diǎn)，可以配合其它電腦軟件，如：方正智繪，山海易繪，CAD等，對(duì)地塊圖形進(jìn)行編輯，以用于作業(yè)設(shè)計(jì)，存檔。在與電腦相連接時(shí)，應(yīng)注意，GPS的參數(shù)應(yīng)與電腦軟件mspaource中的參數(shù)一致，這樣在電腦輸出的才是正確的測量資料。

8.結(jié)論

如何提高GPS手持機(jī)定位精度，如何將新技術(shù)同傳統(tǒng)監(jiān)測體系相結(jié)合，提高各類土地面積估計(jì)精度；進(jìn)而提高森林資源連續(xù)清查的工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，構(gòu)建森林資源連續(xù)清查監(jiān)測信息的動(dòng)態(tài)管理平臺(tái)。通過對(duì)“GPS”技術(shù)在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用研究取得了如下成果。通過GPS應(yīng)用的研究對(duì)全省54坐標(biāo)系及80坐標(biāo)系統(tǒng)一進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換求取參數(shù)，使手持式GPS定位誤差由原來60多米，降低到5～7米。解決了森林資源連續(xù)清查因監(jiān)測總體中部分樣本單元空間位置失控而產(chǎn)生有偏估計(jì)的問題，使樣地復(fù)位率達(dá)到100%。通過GPS在森林資源連續(xù)清查應(yīng)用研究中經(jīng)綜合計(jì)算、比較、分析、確定提高工作效率30%左右，大幅度地降低體力勞動(dòng)強(qiáng)度。我省在全國率先將現(xiàn)代GPS技術(shù)與生產(chǎn)相結(jié)合，完成研究任務(wù)的各項(xiàng)指標(biāo)，取得了較好的效益，為先進(jìn)技術(shù)的推廣奠定了基礎(chǔ)。GPS是一種非常精巧的儀器，隨著林業(yè)重點(diǎn)工程的實(shí)施，將在林業(yè)工作中發(fā)揮重要作用。