平板電腦在山西省林業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用

韓 靜

v(山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，山西 太原 030012)

森林資源調(diào)查設(shè)備落后,調(diào)查效率低，勞動(dòng)量大的問題始終困擾著林調(diào)人員。21世紀(jì)初，PDA曾在森林資源調(diào)查中小范圍試用。而平板電腦包含了PDA的大部分功能，且使用方便易于操作，目前已取代PDA成為山西省林調(diào)人員森林資源調(diào)查中的常用工具。

1 平板電腦應(yīng)用前的調(diào)查方式

林調(diào)人員需要使用測(cè)量?jī)x器、地形圖、紙、筆等工具，先選擇合適的位置通過地形圖核對(duì)地形，之后再找到相應(yīng)的小班，通過打樣地調(diào)查樹高、胸徑等需要調(diào)查的小班因子，并做好調(diào)查記錄。待外業(yè)調(diào)查結(jié)束后，將調(diào)查數(shù)據(jù)按要求錄入電腦，再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總、圖面制作，最終編制完成方案報(bào)告。上述內(nèi)業(yè)工作不僅繁瑣復(fù)雜，也容易在數(shù)據(jù)匯總過程中產(chǎn)生錯(cuò)誤。

2 平板電腦在林業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用

2017年，山西省林業(yè)廳委托山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院開展山西省林業(yè)核查工作。山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院結(jié)合山西省實(shí)際，專項(xiàng)開發(fā)了“山西省林業(yè)工程綜合核查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”(以下簡(jiǎn)稱“系統(tǒng)”)?！跋到y(tǒng)”以三星S10平板電腦為運(yùn)行硬件，使用Android操作系統(tǒng)進(jìn)行操作使用。系統(tǒng)的主要功能和應(yīng)用如下：

2.1 地圖模塊

“系統(tǒng)”中地圖模塊的主要功能有圖層管理和圖形的基礎(chǔ)操作，并為其它功能的應(yīng)用預(yù)留相應(yīng)的應(yīng)用接口。圖層管理應(yīng)用內(nèi)容包含所有圖層的添加、刪除、顏色設(shè)置、順序調(diào)整、文字大小等；“系統(tǒng)”中地圖可以任意放大和縮小，可以進(jìn)行長(zhǎng)度、角度、面積測(cè)量等。地圖模塊可以應(yīng)用于森林區(qū)劃調(diào)查、森林抽樣調(diào)查中樣地的布點(diǎn)和定位及林地面積勾繪，為林業(yè)各類專題圖(森林資源分布圖、基本圖、林相圖、工程造林規(guī)劃圖、木材撫育采伐規(guī)劃圖、森林保護(hù)規(guī)劃圖、護(hù)林防火規(guī)劃圖等)的制作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。森林資源調(diào)查涉及到的各種遙感影像圖有Tiff，Erdas img，Envi，Jpeg等格式，常見的矢量格式有Shape，Coverage，Tab，Vet等。利用平板電腦這個(gè)移動(dòng)終端，“系統(tǒng)”與ARCGIS軟件實(shí)現(xiàn)無縫交流。

2.2 導(dǎo)航定位模塊

“系統(tǒng)”與GPS連接時(shí)通過通訊端口完成。在GPS接受信號(hào)時(shí)波特率與通訊端口設(shè)置一致，GPS成功連接后，可以顯示當(dāng)前位置，并顯示當(dāng)前坐標(biāo)信息。在以往的調(diào)查中，雖然有手持GPS的輔助，也可以判斷地點(diǎn)準(zhǔn)確與否，但是GPS使用相對(duì)繁瑣復(fù)雜、功能單一。而使用平板電腦，結(jié)合已配準(zhǔn)好的地形圖，可以準(zhǔn)確了解調(diào)查地塊是否準(zhǔn)確，還達(dá)到了設(shè)備的多重功能合一。

2.3 小班區(qū)劃模塊

小班區(qū)劃是“系統(tǒng)”最重要的功能之一。系統(tǒng)中通過點(diǎn)連接繪圖，也支持基于遙感影像的手動(dòng)繪圖。對(duì)于已經(jīng)繪制好的圖，“系統(tǒng)”支持對(duì)小班進(jìn)行復(fù)制、刪除、移動(dòng)和節(jié)點(diǎn)修改等操作。為了規(guī)范調(diào)查、提高效率、簡(jiǎn)化操作，“系統(tǒng)”采用先編制數(shù)據(jù)字典，再用字典統(tǒng)一規(guī)范錄入因子的方式。

2.3.1 小班繪制

在“系統(tǒng)”中繪制小班圖形時(shí)，可以在平板電腦加載的地圖上直接完成圖形點(diǎn)、線、面的繪制。需要時(shí)也以通過調(diào)查時(shí)記錄的GPS坐標(biāo)信息來繪制小班圖形。

2.3.2 小班分割

“系統(tǒng)”可以通過手動(dòng)繪制分割線，或直接輸入坐標(biāo)自動(dòng)生成分割線，將小班隨意分割再生成小班，分割形成的小班會(huì)自動(dòng)繼承被分割前小班的屬性。也可按需要在屬性編輯功能里人工修改小班屬性。

2.3.3 小班合并

“系統(tǒng)”可以選擇需要合并的小班，點(diǎn)擊“合并操作”選項(xiàng)完成相同屬性小班的合并。小班合并后自動(dòng)繼承合并操作時(shí)所有小班中第一個(gè)小班的屬性，也可按需在屬性編輯功能里人工修改小班屬性。

2.3.4 小班移動(dòng)

當(dāng)小班圖形位置整體偏移時(shí)，通過“系統(tǒng)”中的移動(dòng)功能選項(xiàng)，選擇需要移動(dòng)的小班，輸入偏移量點(diǎn)擊執(zhí)行，移動(dòng)小班到需要的位置。移動(dòng)后，小班屬性不變。

2.3.5 小班復(fù)制

在“系統(tǒng)”中先選擇需要復(fù)制的小班，復(fù)制完成后，會(huì)在原位置生成與被復(fù)制小班完全一致的新小班，隨后將小班移動(dòng)到指定位置。如果需要更改屬性，通過編輯功能進(jìn)行修改。

2.3.6 小班刪除

在“系統(tǒng)”中選擇需要?jiǎng)h除的小班，點(diǎn)擊刪除選項(xiàng)，小班被刪除。

2.3.7 小班節(jié)點(diǎn)編輯

“系統(tǒng)”中小班的邊界可以通過節(jié)點(diǎn)編輯功能來進(jìn)行調(diào)整，可以修改、刪除節(jié)點(diǎn)，設(shè)置新節(jié)點(diǎn)。或在屏幕上直接點(diǎn)擊設(shè)定，或通過獲取的GPS位置設(shè)定。通過節(jié)點(diǎn)編輯功能編輯節(jié)點(diǎn)后，小班屬性不會(huì)改變。

2.4 數(shù)據(jù)查詢模塊

在“系統(tǒng)”中進(jìn)行小班查詢時(shí)，可以按多種査詢方式進(jìn)行。既可以根據(jù)小班的編號(hào)查詢,也可以根據(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村等行政區(qū)查詢，還可以依據(jù)工程類別進(jìn)行查詢。

2.5 “系統(tǒng)”應(yīng)用中相關(guān)信息的錄入

2.5.1 圖像的處理配準(zhǔn)

現(xiàn)有的各種地圖、影像數(shù)據(jù)只有經(jīng)過配準(zhǔn)預(yù)處理，才能與其它數(shù)據(jù)疊加使用。在實(shí)際應(yīng)用中，我們常用幾何校正配準(zhǔn)法基于標(biāo)準(zhǔn)地圖的控制點(diǎn)來進(jìn)行匹配。具體辦法是在地圖上查找明顯的地標(biāo)，均勻地設(shè)置對(duì)應(yīng)點(diǎn)，比如道路的交叉點(diǎn)、拐點(diǎn)、以及其它明顯地物點(diǎn),然后進(jìn)行匹配校正。

2.5.2 屬性因子錄入

在森林資源調(diào)查中，“系統(tǒng)”有預(yù)設(shè)小班調(diào)查因子選項(xiàng)，調(diào)查時(shí)可直接在選項(xiàng)下拉菜單中選擇，操作簡(jiǎn)單方便。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的各項(xiàng)因子可以隨時(shí)進(jìn)行修改，修改后的因子會(huì)自動(dòng)完成替換。在圖上進(jìn)行區(qū)劃時(shí)小班能自動(dòng)編號(hào)，并且屬性因子與小班號(hào)自動(dòng)匹配?！跋到y(tǒng)”還具有隨時(shí)拍照、錄像功能。林調(diào)人員在現(xiàn)場(chǎng)拍攝的照片可以記錄拍攝時(shí)間及當(dāng)前坐標(biāo)，內(nèi)業(yè)工作出現(xiàn)問題時(shí)可提供輔助判讀依據(jù)。

3 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與分析

3.1 數(shù)據(jù)采集

在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)，利用導(dǎo)入“系統(tǒng)”中的圖層、小班界限、經(jīng)營區(qū)界限、行政區(qū)界限進(jìn)行位置判定。判定小班后，利用平板電腦中的GPS導(dǎo)航至區(qū)劃最佳位置，對(duì)照現(xiàn)地狀況進(jìn)行小班區(qū)劃修改和因子修正。輸入因子時(shí)，把測(cè)樹因子錄入到屬性因子中，待“系統(tǒng)”自動(dòng)計(jì)算出各樹種的平均胸徑，再選擇標(biāo)準(zhǔn)木進(jìn)行測(cè)高。然后，將檢查無誤的小班界線和屬性因子保存，再進(jìn)行邏輯檢查確定數(shù)據(jù)輸入無誤，最終根據(jù)正確的數(shù)據(jù)，生成調(diào)查統(tǒng)計(jì)表。

3.2 數(shù)據(jù)分析

外業(yè)調(diào)查結(jié)束后，我們將“系統(tǒng)”中收集到的所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入裝有GIS軟件的計(jì)算機(jī)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯檢查、分類應(yīng)用、統(tǒng)計(jì)匯總，再根據(jù)需要制作成相應(yīng)的圖。還可以根據(jù)采集的數(shù)據(jù)編制該地塊的林業(yè)工程設(shè)計(jì)方案。

4 應(yīng)用平板電腦的優(yōu)勢(shì)

1) 攜帶方便、安全。將地形圖存儲(chǔ)在平板電腦里，地形圖只能通過獨(dú)有的“系統(tǒng)”加載，既方便又安全。

2) 操作簡(jiǎn)便?！跋到y(tǒng)”可以瞬間進(jìn)行放大、縮小等操作；可快速查閱和核對(duì)信息，隨時(shí)查看任何一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的地形圖；可把小班位置疊加在地形圖上，而不受圖幅的影響。

3) 具有軌跡記錄和定位功能。激活“系統(tǒng)”中的軌跡記錄功能，可將調(diào)查人員的返程路線以樣地為單位記錄下來，并自動(dòng)疊加到地形圖上直觀的顯示出來?！跋到y(tǒng)”會(huì)自動(dòng)將調(diào)查人員所在位置標(biāo)記在地形圖上。

其缺點(diǎn)是平板電腦由于微型化的需要，其硬件體積均較小，在數(shù)據(jù)量巨大且圖像復(fù)雜的情況下易死機(jī)；平板電腦在外業(yè)調(diào)查中易被損壞。

綜上述分析，采用基于平板電腦的“系統(tǒng)”進(jìn)行森林資源外業(yè)調(diào)查，在減輕勞動(dòng)量的同時(shí)，極大地提高了工作效率，保證了調(diào)查質(zhì)量。