基于全站儀的涉案林地面積測(cè)量研究

張民俠，趙浩彥，張 潔，陳戈萍

（南京森林警察學(xué)院 森林消防系，南京 江蘇 210023）

基于全站儀的涉案林地面積測(cè)量研究

張民俠，趙浩彥，張 潔，陳戈萍

（南京森林警察學(xué)院 森林消防系，南京 江蘇 210023）

涉案林地面積大小是森林火災(zāi)案件、違法征(占)用林地和擅自改變林地用途等案件定性處罰的重要依據(jù)，研究其測(cè)量的精度和效率具有非常重要的意義。在分析全站儀測(cè)量的基本原理和精度的基礎(chǔ)上，采用查閱文獻(xiàn)、實(shí)地調(diào)研、實(shí)地研究等方法，對(duì)全站儀在測(cè)量涉案林地面積方面的應(yīng)用進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，全站儀測(cè)量林地面積的精度較高，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定，受環(huán)境條件影響小，在一個(gè)制高點(diǎn)上可看到現(xiàn)場(chǎng)邊界上各點(diǎn)時(shí)，測(cè)量效率高，數(shù)據(jù)處理快；但當(dāng)遇到測(cè)站點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)不通視時(shí)，全站儀需要不斷搬站，影響測(cè)量的精度和效率。全站儀個(gè)體較大，價(jià)格較高，影響了其在森林公安基層單位的使用。建議可生產(chǎn)小型化的全站儀，使用時(shí)可將全站儀與RTK-GPS配合使用，提高涉案林地面積測(cè)量的精度和效率。

全站儀；涉案林地；面積測(cè)量；定性處罰

森林公安在辦理森林火災(zāi)、非法征占用林地、擅自改變林地用途、盜伐濫伐林木、土地流轉(zhuǎn)糾紛[1]等涉林案件時(shí)，都會(huì)涉及到林地面積的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果作為對(duì)案件進(jìn)行定性，對(duì)涉案人員進(jìn)行處罰的依據(jù)[2-3]。根據(jù)《公安機(jī)關(guān)辦理行政案件程序規(guī)定》《公安機(jī)關(guān)辦理刑事案件程序規(guī)定》等相關(guān)法律規(guī)定，案件的辦理有一定的時(shí)效性。因此，精準(zhǔn)、高效地測(cè)量涉案林地面積，在辦理森林案件中具有非常重要的意義。

根據(jù)筆者的調(diào)研，目前應(yīng)用于涉案林地面積測(cè)量的方法主要有地形圖勾繪法、羅盤儀導(dǎo)線測(cè)量法、手持GPS測(cè)量法等。地形圖勾繪法測(cè)量面積的效率較高，但精度大小與勾繪者的經(jīng)驗(yàn)及對(duì)地形圖相關(guān)知識(shí)的熟悉程度有很大關(guān)系，面積過小時(shí)容易帶來較大的誤差；羅盤儀導(dǎo)線測(cè)量法精度較高，但當(dāng)涉案面積較大時(shí)測(cè)量和展繪的工作量較大，測(cè)量效率低；手持GPS個(gè)體較小，便于攜帶，測(cè)量方法簡(jiǎn)單、方便，測(cè)量效率高，受到了基層森林公安人員的歡迎，但由于手持GPS受衛(wèi)星信號(hào)等影響較大，當(dāng)涉案林地面積較小時(shí)，或周圍有遮擋時(shí)，測(cè)量結(jié)果誤差較大[4]。

全站儀測(cè)量系統(tǒng)集電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元于一體，能進(jìn)行三維坐標(biāo)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果能自動(dòng)顯示，并能與外圍設(shè)備進(jìn)行信息交換，屬多功能的測(cè)量?jī)x器。目前在測(cè)繪行業(yè)中得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，其高效率、高精度的特點(diǎn)受到了測(cè)量者的歡迎，被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域[5-8]。因此，研究全站儀在涉案林地面積測(cè)量中的應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究方法

1.1 全站儀測(cè)量的基本原理

全站儀測(cè)角的原理是采用電子測(cè)角技術(shù)，從讀盤上獲得電信號(hào)，然后將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字，從而顯示出角度值。這種測(cè)量方法將角度測(cè)量數(shù)字化，其實(shí)質(zhì)是用一套角碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)的光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)[9]，提高了測(cè)量的精度。

全站儀測(cè)距的原理是通過測(cè)量光波在測(cè)站點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)往返傳播的時(shí)間，計(jì)算兩點(diǎn)之間的待測(cè)距離。距離測(cè)量計(jì)算的公式如下：

式中：D為測(cè)站點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的距離；C為光波在空氣中的傳播速度（約3×105km/s）；t為光波在測(cè)站點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)間往返傳播的時(shí)間。

按測(cè)定時(shí)間t的不同方法，全站儀電子測(cè)距主要有脈沖法、干涉法、相位法。目前使用最多是相位法[10]。相位法測(cè)距的基本原理如下（圖1）。

圖1 相位法測(cè)距示意圖Fig.1 Schematic diagram of phase method

根據(jù)圖1顯示，全站儀電子測(cè)距系統(tǒng)向反射棱鏡發(fā)射角頻率的調(diào)制光波，接收系統(tǒng)接收棱鏡反射回來的光波，由檢相器對(duì)接收信號(hào)相位和發(fā)射信號(hào)相位進(jìn)行比較，測(cè)出相位移，根據(jù)相位移間接推算時(shí)間，計(jì)算出測(cè)站點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)的距離并顯示。

1.2 全站儀測(cè)量效果分析

1.2.1 測(cè)量精度分析

林地面積測(cè)量方法較多，由于相關(guān)法律對(duì)測(cè)量方法和精度沒有作出統(tǒng)一規(guī)定，因此在司法實(shí)踐中，同一案件不同的鑒定機(jī)構(gòu)和人員會(huì)出具不同的面積測(cè)量結(jié)果，導(dǎo)致案件審理中容易出現(xiàn)爭(zhēng)議。測(cè)算方法精度越高，測(cè)量的結(jié)果與實(shí)際情況越接近，對(duì)涉案人員越公正。公正是司法的靈魂，鑒定的公正是實(shí)現(xiàn)司法公正的保證。因此，分析全站儀測(cè)量的精度具有非常重要的意義。

涉案林地面積測(cè)量的基本思路是在現(xiàn)場(chǎng)邊界上選取特征點(diǎn)或控制點(diǎn)，確定點(diǎn)的位置，通過點(diǎn)連成線再構(gòu)成面，從而確定涉案林地面積。使用全站儀測(cè)量時(shí)，全站儀安置的位置即為測(cè)站點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)邊界上的控制點(diǎn)即為測(cè)量的一個(gè)個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，通過測(cè)量測(cè)站點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)的距離、角度，確定控制點(diǎn)的坐標(biāo)，根據(jù)控制點(diǎn)的坐標(biāo)由點(diǎn)到線再形成面，計(jì)算出涉案林地面積。因此，涉案林地面積測(cè)量的精度主要取決于全站儀點(diǎn)位測(cè)量、距離測(cè)量、面積測(cè)量的精度。

1.2.2 測(cè)量時(shí)間效率分析

案件的辦理和審理都有一定的時(shí)效性。根據(jù)相關(guān)法律規(guī)定，公安機(jī)關(guān)辦理行政案件對(duì)被傳喚的違法嫌疑人，不得超過8小時(shí)，對(duì)可能需要采用行政拘留處罰時(shí)，詢問查證的時(shí)間不得超過24小時(shí)[11]；公安機(jī)關(guān)辦理治安案件的期限，自受理之日起不得超過30日，對(duì)重大和復(fù)雜的案情，需要經(jīng)上一級(jí)公安機(jī)關(guān)批準(zhǔn)才可以延長(zhǎng)30日[12]?！豆矙C(jī)關(guān)辦理刑事案件程序規(guī)定》第175條規(guī)定“傳喚持續(xù)的時(shí)間不得超過12小時(shí)”。林地面積測(cè)量的時(shí)間效率也是辦理森林案件要考慮的重要因素之一。因此，也需要對(duì)全站儀測(cè)量的時(shí)間效率進(jìn)行分析。

1.2.3 與其他儀器比較

通過查閱文獻(xiàn)、實(shí)地調(diào)研和選擇研究區(qū)研究等方法，與其他測(cè)量?jī)x器比較，研究分析全站儀測(cè)量涉案林地面積的適用條件、時(shí)間效率和制約因素，為更好地應(yīng)用全站儀測(cè)量涉案林地面積提供依據(jù)。研究區(qū)分別設(shè)在南京市中山陵園風(fēng)景區(qū)（有林地）和南京森林警察學(xué)院校園（無林地）內(nèi)。中山陵風(fēng)景區(qū)地處南京市東郊，全區(qū)地貌以山地和丘陵為主，海拔200～400 m。研究區(qū)內(nèi)森林茂密，主要為馬尾松和闊葉樹組成的混交林，樹木平均高度約為18 m，郁閉度為0.7左右，坡度約為12～13°。南京森林警察學(xué)院位于南京市仙林大學(xué)城，校園內(nèi)有較開闊的空地。研究選用的儀器有南方測(cè)繪儀器公司生產(chǎn)的NTS-302B全站儀、RTK-GPS，華測(cè)公司生產(chǎn)的彩途N600手持GPS，哈爾濱光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的DQL-1B型森林羅盤儀。

2 結(jié)果與分析

2.1 全站儀測(cè)量的精度分析

2.1.1 全站儀測(cè)點(diǎn)的精度分析

假設(shè)全站儀的測(cè)站點(diǎn)為O，其坐標(biāo)為（xo，yo），目標(biāo)點(diǎn)為P，其坐標(biāo)為（xP，y P）。OP=D，D為測(cè)站點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)的水平距離（圖2）。

圖2 控制點(diǎn)坐標(biāo)示意圖Fig.2 Schematic diagram of control point coordinate

建立目標(biāo)點(diǎn)P的坐標(biāo)函數(shù)如下：

對(duì)上述函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行全微分，求出其真誤差關(guān)系式：

根據(jù)誤差傳播定律可寫出xp，yp的方差為

式中：ρ=206 265。[10]

點(diǎn)位中誤差與測(cè)量距離的關(guān)系如下（圖3）。

圖3橫坐標(biāo)為測(cè)站點(diǎn)至待測(cè)點(diǎn)的距離D，縱坐標(biāo)為點(diǎn)位的中誤差m，從點(diǎn)位中誤差可以看出，點(diǎn)位測(cè)量的精度與測(cè)站點(diǎn)距目標(biāo)的距離有關(guān)。隨測(cè)站點(diǎn)與目標(biāo)的距離增加，測(cè)量的誤差增大。如全站儀本身的誤差為0.005 m，則測(cè)量距離應(yīng)控制在300 m以內(nèi)。

圖3 m與D的關(guān)系圖（單位/米）Fig.3 Relationship between m and D (unit / meter)

2.1.2 全站儀測(cè)距的精度分析

全站儀測(cè)距的精度表達(dá)式為±（A+BD）的形式，其中A代表儀器的固定誤差，單位為mm，主要由儀器加常數(shù)的測(cè)定誤差、對(duì)中誤差、測(cè)相誤差造成，一般為1～5 mm。固定誤差與測(cè)量的距離無關(guān)，即不管測(cè)量的實(shí)際距離有多遠(yuǎn)，全站儀都將存在不大于該值的固定誤差。BD表示比例誤差，B的單位為ppm，主要由儀器頻率誤差、大氣折射誤差引起。一旦距離確定，比例誤差即確定。固定誤差與比例誤差絕對(duì)值之和，加上偶然誤差±號(hào)，即構(gòu)成了全站儀測(cè)距的精度。此外，還可以根據(jù)測(cè)量任務(wù)對(duì)精度的要求加上氣象改正和乘常數(shù)，不同全站儀氣象改正和乘常數(shù)不同。

國家技術(shù)監(jiān)督局1991年1月頒布了《光電距儀檢定規(guī)程》（表1），表1中|md|為當(dāng)測(cè)量距離為D=1 km時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)差的絕對(duì)值?，F(xiàn)在國內(nèi)外新生產(chǎn)的全站儀，其標(biāo)稱精度都已等于或優(yōu)于±（5m+5D×10-6），即|md|≤10 mm，屬于Ⅰ或Ⅱ級(jí)級(jí)別[13]。本研究所使用的NTS-302B全站儀標(biāo)定的測(cè)距誤差為2+2 ppm，當(dāng)測(cè)距1 km，最大測(cè)距誤差不大于4 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于林業(yè)測(cè)量中距離測(cè)量誤差1/200的要求。

表1 測(cè)距儀的精度分級(jí)Table 1 Accuracy classification of range finder

在儀器本身的測(cè)距精度滿足要求的情況下，測(cè)量時(shí)的照準(zhǔn)誤差、讀數(shù)誤差、磨損誤差、接觸力誤差、撓曲誤差、熱變形誤差等也會(huì)影響測(cè)量的精度，但它們的影響非常小，累加起來不到0.001 m，儀器的對(duì)中誤差也不超過0.001 m[13]。王佩賢[14]等人的研究發(fā)現(xiàn)，不需要準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)棱鏡也可得到準(zhǔn)確距離（斜距）。

測(cè)量的粗誤差主要體現(xiàn)在測(cè)量人員的粗心大意方面，如棱鏡未安置于合適的點(diǎn)位上等，這就要求操作人員要認(rèn)真仔細(xì)，避免此類誤差的產(chǎn)生。如果存在建站上的錯(cuò)誤，也可以通過內(nèi)業(yè)校正來處理[15]。

2.1.3 全站儀測(cè)面積的精度分析

以四邊形的涉案林地面積計(jì)算為例（見圖4），其頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為1（x1，y1）、2（x2，y2）、3（x3，y4）、4（x4，y4），根據(jù)解析法求算四邊形的面積（見圖5）。

圖4 全站儀面積測(cè)量示意圖Fig.4 Schematic diagram of total station instrument area measurement

圖5 解析法計(jì)算面積示意圖Fig.5 Analytical method of calculating area diagram

從圖5中可以看出，四邊形的面積為相應(yīng)梯形面積的代數(shù)和，即：

同理，當(dāng)測(cè)量n邊形的現(xiàn)場(chǎng)邊界面積時(shí)，面積計(jì)算公式為：

式中：S為涉案林地的面積，（xi，yi）為現(xiàn)場(chǎng)邊界各控制點(diǎn)的坐標(biāo)，當(dāng)i=1時(shí)，yi-1=yn，當(dāng)i=n時(shí)，yi+1=y1。

對(duì)（2）式兩邊取全微分，得

根據(jù)誤差傳播定律，面積測(cè)量的中誤差與測(cè)量的控制點(diǎn)坐標(biāo)中誤差的關(guān)系為：

通常認(rèn)為，控制點(diǎn)坐標(biāo)（x，y）的中誤差是相同的[16]，即mxi=myi。又

式中：ms為面積測(cè)量的中誤差，mp為點(diǎn)位中誤差。

令D2i-1～i+1=(xi+1-xi-1)2+(yi+1-yi-1)2，Di-1～i+1為 待測(cè)邊界上相隔一個(gè)控制點(diǎn)的兩點(diǎn)距離。

從（3）式可以看出，面積測(cè)量的精度（ms）與控制點(diǎn)點(diǎn)位測(cè)量精度（mp） 和距離（Di-1～i+1）的大小有關(guān), 而且成正比關(guān)系。

郭宗河[17-19]等人研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)測(cè)量斜距小于1 km時(shí)，點(diǎn)位精度可達(dá)±0.15 m；當(dāng)測(cè)量斜距小于650 m時(shí)，點(diǎn)位精度可達(dá)±0.10 m；當(dāng)測(cè)量斜距小于300 m時(shí)，點(diǎn)位測(cè)量精度可達(dá)到±0.05 m。因此，用全站儀測(cè)量涉案林地面積，精度較高，但測(cè)量時(shí)相鄰點(diǎn)的距離不能過大。

2.2 全站儀測(cè)量的時(shí)間效率分析

在研究區(qū)內(nèi)，分別選取面積大小不同的樣地，選用不同的儀器進(jìn)行測(cè)量，記錄測(cè)量的時(shí)間，具體結(jié)果見表2、表3。

從表2可以看出，在無林地條件下，當(dāng)測(cè)量面積較小時(shí)，全站儀測(cè)量的時(shí)間和手持GPS接近，這是因?yàn)殚_闊的地方，全站儀在安置點(diǎn)上只要能同時(shí)看到測(cè)區(qū)上各控制點(diǎn)時(shí)，不需要搬動(dòng)儀器，可直接測(cè)量各點(diǎn)坐標(biāo)，利用全站儀內(nèi)部的程序計(jì)算出現(xiàn)場(chǎng)的面積，測(cè)量的速度快，時(shí)間效率高。當(dāng)測(cè)量的面積較大時(shí)，考慮到測(cè)量距離的影響，需要搬動(dòng)儀器，保證近距離地觀測(cè)到測(cè)區(qū)邊界上的控制點(diǎn)，測(cè)量時(shí)間高于手持GPS。因羅盤儀需要不斷地搬站測(cè)量，完成外業(yè)角度和距離測(cè)量后，還要完成內(nèi)業(yè)的展繪、平差及面積計(jì)算，因此測(cè)量時(shí)間最長(zhǎng)。

表2 無林地條件下不同儀器測(cè)量的時(shí)間比較Table 2 Measurement results of different area under the condition of non forest land

表3 有林地條件下不同儀器測(cè)量的時(shí)間比較Table 3 Measurement results of different area under the condition of forest land

從表3可以看出，在有林地條件下，面積差異不大的情況下，全站儀和羅盤儀測(cè)量的時(shí)間都較無林地條件下有所增加，但全站儀測(cè)量的時(shí)間仍小于羅盤儀測(cè)量的時(shí)間。主要是在有林地條件下，因受林木遮擋的影響，全站儀也需要不斷搬站進(jìn)行測(cè)量，但全站儀外業(yè)測(cè)量時(shí)不需要測(cè)量距離，可以直接計(jì)算出面積結(jié)果，不需要畫圖求面積，時(shí)間效率比羅盤儀的效率高。手持GPS測(cè)量的時(shí)間與無林地變化不大，在3種方法中，用時(shí)最短。

2.3 全站儀與其他測(cè)量?jī)x器的比較分析

2.3.1 全站儀與GPS－RTK比較分析

相關(guān)研究結(jié)果表明，全站儀的測(cè)量精度高于GPS－RTK[16,20-21]，全站儀測(cè)量平面點(diǎn)位的中誤差為 mp=±0.020 m[22]，RTK—GPS測(cè)量平面點(diǎn)位的中誤差為 mpGPS=±0.028 m[23]。筆者在研究區(qū)內(nèi)選擇不同面積大小的樣地，分別使用全站儀和RTK－GPS進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在有林地條件下，兩者的差異較大，在無林地條件下，兩者的差異較小，兩者均能滿足林業(yè)測(cè)量的精度要求。同時(shí)兩者在使用時(shí)各有優(yōu)缺點(diǎn)，全站儀測(cè)量的精度較高，但需要儀器與觀測(cè)目標(biāo)間要通視，測(cè)量距離最好在300 m以內(nèi)；RTK—GPS的基站與移動(dòng)站不需要通視[24]，只需要電磁波通視和對(duì)天通視，移動(dòng)站搬動(dòng)比全站儀搬站容易，但受GPS接收信號(hào)和差分距離的限制[25]。從經(jīng)濟(jì)投入比較，全站儀價(jià)格低于RTK－GPS，從人工投入比較，全站儀測(cè)量需要的人工成本比RTK－GPS要高，全站儀測(cè)量如果搬站次數(shù)較多時(shí)，會(huì)影響測(cè)量的精度，而RTK－GPS不會(huì)因搬站影響測(cè)量精度。因此，必要時(shí)或有條件時(shí)可將兩者配合使用。

2.3.2 全站儀與羅盤儀比較分析

森林羅盤儀作為傳統(tǒng)的林地面積測(cè)量的工具，因其體積小，測(cè)量方便，在林業(yè)上應(yīng)用較多。筆者在黑龍江、內(nèi)蒙等地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)卦跍y(cè)量涉案林地面積時(shí)，主要使用羅盤儀進(jìn)行測(cè)量。筆者在研究區(qū)內(nèi)對(duì)羅盤儀與全站儀測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)不論是有林地條件還是無林地條件，當(dāng)測(cè)量面積較小時(shí)（1 hm2以下），兩者的相對(duì)誤差較小，但隨著測(cè)量面積的增大，兩者的相對(duì)誤差增大。全站儀測(cè)角精度能達(dá)到2″，測(cè)距精度可達(dá)到2+2 ppm，比森林羅盤儀的測(cè)量精度更高，而且全站儀不需要人工丈量距離、展繪和平差等過程，其測(cè)量效率比羅盤儀高。測(cè)但全站儀價(jià)格昂貴，個(gè)體體積較大。羅盤儀體積較小，便于攜帶，價(jià)格較便宜，小面積測(cè)量時(shí)工作量較小，測(cè)量的精度能滿足林業(yè)生產(chǎn)的要求，因此，小面積時(shí)（1 hm2以下）筆者建議可以使用羅盤儀測(cè)量。

2.3.3 全站儀與手持GPS比較分析

分別在無林地和有林地內(nèi)選取面積大小不同的樣地，比較彩圖N600手持GPS與全站儀測(cè)量的結(jié)果，為保證測(cè)量結(jié)果的可靠性，每個(gè)樣地面積重復(fù)測(cè)量6次，取平均值。計(jì)算手持GPS與全站儀測(cè)量的絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差，結(jié)果見表4，表5。

表4 無林地條件下不同面積大小時(shí)的測(cè)量結(jié)果Table 4 Measurement results of different area under the condition of non forest land

從表4可以看出，當(dāng)測(cè)量的面積較小時(shí)，手持GPS測(cè)量的結(jié)果與全站儀的相對(duì)誤差較大，當(dāng)面積逐漸增大時(shí)，手持GPS測(cè)量的結(jié)果與全站儀測(cè)量的結(jié)果相對(duì)誤差較小。

表5 有林地條件下不同面積大小時(shí)的測(cè)量結(jié)果Table 5 Measurement results of different area under forest conditions

從表5可以看出，在有林地條件下，當(dāng)林地面積較小時(shí)，手持GPS測(cè)量的結(jié)果與全站儀測(cè)量的結(jié)果相對(duì)誤差較大，隨著林地面積的增大，手持GPS測(cè)量的結(jié)果與全站儀測(cè)量的結(jié)果差異較小。在面積差異不大的情況下，有林地條件下相對(duì)誤差較無林地時(shí)增大。

全站儀測(cè)量受環(huán)境影響較小。手持GPS受衛(wèi)星信號(hào)、天氣、地形、儀器型號(hào)等因素的影響較大，因此測(cè)量結(jié)果很不穩(wěn)定，特別是當(dāng)測(cè)算面積較小時(shí)，測(cè)量精度較低。隨著測(cè)量面積的增大，此影響越來越小，測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確。但手持GPS體積較小，攜帶方便，價(jià)格低于全站，目前在測(cè)量涉案林地面積中應(yīng)用較多。筆者對(duì)30多起林地案件的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，除3起案件采用地形圖勾繪法確定面積外，其余均使用手持GPS進(jìn)行測(cè)量。在實(shí)地調(diào)研中也發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)鑒定技術(shù)人員及森林公安現(xiàn)場(chǎng)勘查人員基本都采用航跡法繞測(cè)現(xiàn)場(chǎng)一周即完成面積測(cè)量，沒有考慮現(xiàn)場(chǎng)條件及GPS的測(cè)量精度。從司法公正、客觀的角度筆者建議，在涉案林地面積鑒定時(shí)，應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)條件，采用合適的方法。當(dāng)交通方便、現(xiàn)場(chǎng)通視條件較好的情況下，可以采用全站儀進(jìn)行測(cè)量，既可以提高測(cè)量的工作效率，又可以保證測(cè)量的精度。

3 結(jié)論與討論

全站儀測(cè)量涉案林地面積精度較高，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定，受環(huán)境條件影響?。辉谝粋€(gè)制高點(diǎn)上可看到涉案現(xiàn)場(chǎng)邊界上各控制點(diǎn)時(shí)，不需要搬站，測(cè)量效率高；全站儀可直接測(cè)量距離，儀器本身可記錄和處理數(shù)據(jù)，測(cè)量所需時(shí)間短；但當(dāng)遇到測(cè)站點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)不通視時(shí)，全站儀仍需要不斷搬站測(cè)量。

（1）涉案林地面積的測(cè)量不僅要考慮測(cè)量的精度，也需要考慮測(cè)量的效率，因?yàn)橄嚓P(guān)法律對(duì)公安機(jī)關(guān)傳喚、拘傳、留置嫌疑人的時(shí)間都有相關(guān)規(guī)定，需要盡快根據(jù)涉案面積數(shù)量確定案件的性質(zhì)。使用全站儀測(cè)量涉案林地面積，不僅測(cè)量精度高，而且測(cè)量的效率也較高，測(cè)量結(jié)果比較穩(wěn)定，司法鑒定中測(cè)量結(jié)果采信度高。

（2）全站儀測(cè)量涉案林地面積時(shí)，如果案件現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，受通視限制或著火區(qū)煙、塵的影響時(shí)，需要注意儀器的安置位置或需要多次搬站完成測(cè)量，測(cè)定時(shí)間會(huì)較長(zhǎng)。因此要合理、靈活地選擇施測(cè)方案，以便快速測(cè)定涉案林地面積。測(cè)量時(shí)全站儀最好安置在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)，縮短測(cè)站點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)的距離。

（3）涉林案件現(xiàn)場(chǎng)大多分布在條件較差的山地地形條件下，現(xiàn)場(chǎng)邊界形狀不規(guī)整，相鄰控制點(diǎn)多為曲線。面積計(jì)算精度與多邊形的邊數(shù)有關(guān)，邊數(shù)越多，面積精度越高。使用全站儀測(cè)量時(shí)，相鄰兩點(diǎn)的距離最好控制在300米以內(nèi)，在邊界上盡量多選擇控制點(diǎn)。

（4）目前使用的全站儀體積、重量較大，并且需要配備標(biāo)桿等輔助設(shè)備，當(dāng)涉案現(xiàn)場(chǎng)地處偏遠(yuǎn)、山高路陡、條件復(fù)雜時(shí)，會(huì)為測(cè)量工作帶來一定的難度。實(shí)際應(yīng)用中可將全站儀作為校對(duì)手持GPS的儀器，保證手持GPS測(cè)量結(jié)果的可靠性。當(dāng)測(cè)量面積較小的涉案林地時(shí)，也可以使用相對(duì)便于攜帶的羅盤儀進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)樵跍y(cè)量小面積林地時(shí)，羅盤儀的測(cè)量結(jié)果高于手持GPS，過大面積時(shí)可使用手持GPS。隨著全站儀國產(chǎn)化、小型化和自動(dòng)化程度提高，儀器制作輕便、小巧、微型化時(shí)，全站儀將會(huì)在測(cè)量涉案林地面積中得到更廣泛的應(yīng)用。

（5）全站儀價(jià)格較高，基層林業(yè)調(diào)查單位及森林公安機(jī)關(guān)購買積極性不高，有些森林公安基層單位人員知識(shí)老化，對(duì)全站儀的操作不夠熟練，導(dǎo)致全站儀的使用受到限制。此外，全站儀從設(shè)計(jì)、開發(fā)到使用，針對(duì)的都是工程應(yīng)用方面的用戶，對(duì)于林業(yè)測(cè)繪而言，許多程序還需要重新設(shè)計(jì)和模塊化，研發(fā)面向林業(yè)測(cè)量的專用全站儀具有非常重要的意義。

（6）本文的研究主要采用了查閱文獻(xiàn)、實(shí)地調(diào)研、實(shí)證研究等方法完成，研究范圍還有一定的局限性。在今后的研究中，還需要進(jìn)一步比較全站儀與其他測(cè)算涉案林地面積方法的差異性，如遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、各種林業(yè)軟件計(jì)算技術(shù)、地形圖勾繪法等。擴(kuò)大研究區(qū)的范圍，如針對(duì)南北方地形條件的差異性開展研究，增加研究的數(shù)據(jù)量。開展全站儀在測(cè)算涉案林木直徑、樹高、材積等方面的研究，擴(kuò)大全站儀在林業(yè)司法鑒定中的應(yīng)用范圍。同時(shí)將研究與司法實(shí)踐相結(jié)合，維護(hù)林業(yè)司法鑒定的公正性、客觀性。

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Study on the measure of incriminating woodland areas with total station

ZHANG Min-xia, ZHAO Hao-yan, ZHANG Jie, CHEN Ge-ping
(Nanjing Forest Police College Forest Fire Department, Nanjing 210023, Jiangsu, China)

Incriminating woodland areas are used as basis of qualitative penalty in dealing with forest fire, illegal occupation of forest land and unauthorized changes in the use of forest land cases,etc. It has very important signi fi cance to study the accuracy and ef fi ciency of the measurement. Based on the analysis of the basic principle and precision of total station instrument measurement , and the application of total station in measuring woodland areas was studied with document retrieval, fi eld investigation, and experimental method. The results showed that total station can accurately measure woodland areas, and the measuring results were less affected by environmental conditions. The ef fi ciency of measurement and data processing with total stations was high when each point in border can be seen in a commanding point. Total stations need keep moving when each object point cannot be seen in survey site, which would affect the precision and ef fi ciency of measurement with total stations. Moreover, larger volume and higher price of total station constrained total station’s application in basic units of forest police. Therefore, miniaturizing total station in combination with RTKGPS can improve the precision and ef fi ciency of measuring woodland areas.

Total station; Incriminating woodland; Area measure; Qualitative penalty

S758

A

1673-923X(2016)11-0047-07

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.11.009

2016-02-24

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)“涉案林地面積測(cè)算方法的比較研究”（LGYB201511）

張民俠，副教授，博士 通訊作者：趙浩彥，講師，博士；E-mail：469640903@qq.com

張民俠，趙浩彥，張 潔，等.基于全站儀的涉案林地面積測(cè)量研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2016, 36(11): 47-53.

[本文編校：吳 毅]