關(guān)于PDA技術(shù)在森林資源規(guī)劃調(diào)查中的應(yīng)用研究

王玉山

摘 要：我國(guó)各行業(yè)正在實(shí)施數(shù)字化和信息化戰(zhàn)略，包括數(shù)字城市、數(shù)字林業(yè)、精耕農(nóng)業(yè)等。在這些領(lǐng)域要求使用現(xiàn)代遙感、衛(wèi)星定位和GIS技術(shù)進(jìn)行野外調(diào)查，以便獲取城市、林業(yè)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)和相應(yīng)的屬性信息，并借助無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)绞覂?nèi)服務(wù)器，然后利用GIS系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)，并進(jìn)行定量分析、處理，進(jìn)而為各行業(yè)科學(xué)決策提供支持。

關(guān)鍵詞：PDA技術(shù)；森林資源規(guī)劃調(diào)查；應(yīng)用研究

近年來(lái)隨著PDA技術(shù)的快速發(fā)展，PDA等移動(dòng)智能設(shè)備被廣泛應(yīng)用于林業(yè)及其他各行業(yè)，以及各行業(yè)中的各個(gè)方面。PDA集成GIS技術(shù)、GPS導(dǎo)航定位技術(shù)和遙感技術(shù)，克服了林業(yè)外業(yè)調(diào)查人員攜帶衛(wèi)片、地形圖，現(xiàn)地調(diào)查過(guò)程中遇到地找河流、對(duì)山頭時(shí)，經(jīng)常導(dǎo)致的衛(wèi)片、地形圖和現(xiàn)地確定困難、小班區(qū)劃不合理等實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)PDA也存在屏幕小、存儲(chǔ)空聞小、處理能力和速度有限，外業(yè)光照下屏幕黑暗等弱點(diǎn)，導(dǎo)致其在森林資源二類調(diào)查中的應(yīng)用效率不高。為克服這些弱點(diǎn)，進(jìn)一步完善移動(dòng)平臺(tái)上森林資源二類調(diào)查軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，此系統(tǒng)極大地改善了調(diào)查終端的性能和森林資源二類調(diào)查軟件的運(yùn)行速度，不僅可以方便快捷的進(jìn)行海量數(shù)據(jù)加載、存儲(chǔ)和處理，還因?yàn)槠聊淮螅僮鞲鼮橹庇^簡(jiǎn)便，圖形編輯功能也更加實(shí)用。

一、研究的目的和意義

為了適應(yīng)現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展趨勢(shì)改變落后的調(diào)查方法及，2004年開(kāi)始我院與西安瑞特森信息科技有限公司合作開(kāi)發(fā)PDA技術(shù)。PDA技術(shù)是在森林資源二類調(diào)查為基礎(chǔ)平臺(tái)，將RS、GIS、GPS和PDA高度集成，使用PDA技術(shù)處理森林資源二類調(diào)查的內(nèi)外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)。從而簡(jiǎn)化工作流程，減輕調(diào)查員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省大量人力、物力、財(cái)力，減少調(diào)查誤差，提高調(diào)查質(zhì)量和工作效率，給建設(shè)單位提供更可靠、科學(xué)家的資源數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)二類調(diào)查工作的全過(guò)程無(wú)紙化作業(yè)。這是對(duì)傳統(tǒng)的森林資源二類調(diào)查方法的一次全面技術(shù)革新。

二、研究的概況

1.地理位置及經(jīng)營(yíng)范圍。敖漢旗地處燕山山脈東段努魯爾虎山北麓。東臨奈曼旗，北、西北與赤峰市翁牛特旗、松山區(qū)相望，西南、南和東南與遼寧省建平縣、朝陽(yáng)市、北票市接壤。地理坐標(biāo)為東經(jīng)119°32′～120°54′，北緯41°42′～43°01′之間。旗境內(nèi)東西寬122公里，南北長(zhǎng)約176公里，土地總面積829400公頃。

2.地形地貌。敖漢旗地處科爾沁沙地南緣和燕山山脈向松遼平原過(guò)渡地帶，地形復(fù)雜、地貌類型多樣。地勢(shì)由西南向東北傾斜。南部為石質(zhì)淺山丘陵區(qū)，大部分地區(qū)以黃土覆蓋的丘陵、坡地為主。中部為黃土丘陵地區(qū)，北部為沙質(zhì)坨甸區(qū)。老哈河沿岸分布有沖擊-湖積平原。

3.土壤條件。土壤分布以褐土、栗鈣土和風(fēng)沙土為主，沿河平原分布著一定面積的草甸土。由南向北呈地帶性分布，南部山區(qū)以褐土為主，中部為栗鈣土，北部沿科爾沁沙地為風(fēng)沙土，其間分布有沼澤土、草甸土和鹽堿土。

三、林經(jīng)營(yíng)區(qū)劃

1.小班劃分。小班是林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)經(jīng)營(yíng)管理的基本單位。本次調(diào)查小班劃分是利用遙感數(shù)據(jù)影像圖提供的信息，依據(jù)小班劃分條件，首先根據(jù)衛(wèi)片上顯示的地形、地物信息（影像）劃分小班界線，經(jīng)現(xiàn)地核實(shí)、修正后，確定小班界線。不能確定小班界線時(shí)，采用GPS現(xiàn)地定位實(shí)測(cè)，落實(shí)小班位置、形狀及面積。本次調(diào)查共劃分林地小班76183個(gè)，其中喬木林小班46950個(gè)、疏林地小班367個(gè)、灌木林地小班18822個(gè)、未成林地小班1192個(gè)、苗圃地小班72個(gè)、無(wú)立木林地6683小班、宜林地小班1261個(gè)、林業(yè)輔助生產(chǎn)用地小班836個(gè)；非林地小班33048個(gè)。

2.林種劃分。根據(jù)實(shí)際情況，敖漢旗劃分防護(hù)林、特種用途林、用材林和經(jīng)濟(jì)林4個(gè)林種，水源涵養(yǎng)林、防風(fēng)固沙林、農(nóng)田牧場(chǎng)防護(hù)林、護(hù)路林、護(hù)岸林、環(huán)境保護(hù)林、風(fēng)景林、自然保護(hù)區(qū)林、一般用材林、果樹林和其他經(jīng)濟(jì)林11個(gè)亞林種，調(diào)查統(tǒng)計(jì)到亞林種。共劃分各林種小班75347個(gè)。

四、調(diào)查方法

森林資源二類調(diào)查采用PDA技術(shù)、3S技術(shù)與地面實(shí)測(cè)調(diào)查相結(jié)合的調(diào)查方法。

林資源二類調(diào)查軟件在電腦里計(jì)算生成，遙感影像圖不能確定小班界線時(shí)，采用GPS進(jìn)行現(xiàn)地實(shí)測(cè)調(diào)繪；線狀小班是現(xiàn)地實(shí)測(cè)寬度并輸入記錄，由調(diào)查軟件計(jì)算生成面積或現(xiàn)地實(shí)測(cè)長(zhǎng)度和寬度求得。面積調(diào)查以公頃為單位，精確到小數(shù)點(diǎn)后一位。

1.蓄積量調(diào)查。蓄積量是通過(guò)調(diào)查單位面積蓄積量進(jìn)而逐級(jí)推算總蓄積量。

人工林單位面積蓄積量采用標(biāo)準(zhǔn)地實(shí)測(cè)的調(diào)查方法，標(biāo)準(zhǔn)地實(shí)測(cè)面積不低于實(shí)測(cè)對(duì)象的1%，每塊標(biāo)準(zhǔn)地面積為0.04公頃或0.06公頃。

天然林單位面積蓄積量采用角規(guī)實(shí)測(cè)的方法，角規(guī)點(diǎn)數(shù)3公頃以下1～2個(gè)，4～7公頃2～3個(gè)，8～12公頃3～4個(gè)，13公頃以上5～6個(gè)。

散生木蓄積量采取角規(guī)實(shí)測(cè)方法調(diào)查每公頃蓄積量。

2.四旁樹調(diào)查。計(jì)株樹，四旁樹占地面積按1650株折算為1公頃。

3.喬木郁閉度調(diào)查。喬木林、疏林地小班采用實(shí)測(cè)或目測(cè)林冠對(duì)地面的覆蓋程度，確定小班郁閉度，保留兩位小數(shù)。

4.灌木林覆蓋度調(diào)查。天然灌木林，如果通過(guò)影像判讀或目測(cè)覆蓋度在40%以上或20%以下時(shí)，可采用目測(cè)為主輔助實(shí)測(cè)的方法；覆蓋度在39%以下或19%以上時(shí)，采用實(shí)測(cè)調(diào)查方法，要填寫覆蓋度的具體值，實(shí)測(cè)方法是在小班內(nèi)選擇有代表性的地段設(shè)置樣線，面積10公頃以下設(shè)置1條樣線，10～50公頃設(shè)置2條樣線，50公頃以上設(shè)置3條樣線；樣線長(zhǎng)100米。樣線起點(diǎn)和終點(diǎn)要設(shè)置臨時(shí)標(biāo)志并記載GPS坐標(biāo)值。

人工灌木林采用實(shí)測(cè)和目測(cè)相結(jié)合的調(diào)查方法。

5.宜林地調(diào)查。指經(jīng)旗縣級(jí)以上人民政府規(guī)劃為發(fā)展林地的土地。本次調(diào)查全部為宜林荒山荒地。

6.非林地調(diào)查。非林地面積是利用扎賚特旗各蘇木（鄉(xiāng)、鎮(zhèn)）面積與本次調(diào)查的林地面積之差求得。

五、遙感技術(shù)與PDA技術(shù)應(yīng)用

遙感（RS）在森林資源二類調(diào)查中起到重要作用，不僅關(guān)系調(diào)查成果質(zhì)量，而且決定工作效率。

1.遙感數(shù)據(jù)源選取。二類調(diào)查采用資源三號(hào)多光譜衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，分辨率2.0米，數(shù)據(jù)時(shí)像為2013年。

2.遙感影像圖（Dom）制作與應(yīng)用。遙感影像圖（Dom）為高斯—克呂格投影，采用西安80坐標(biāo)系，成圖比例尺為1：2.5萬(wàn)。用于本次二類調(diào)查的Dom，是將全色數(shù)據(jù)與多光譜數(shù)據(jù)分別進(jìn)行正射糾正，然后再采用較先進(jìn)的融合方法實(shí)現(xiàn)全色數(shù)據(jù)與多光譜數(shù)據(jù)的高精度融合。

遙感影像圖（Dom）制作主要包括控制點(diǎn)選取、正射糾正、接邊、影像融合、色彩調(diào)整、影像鑲嵌等。

3.掌上森林資源調(diào)查儀（PDA）技術(shù)應(yīng)用。掌上森林資源調(diào)查儀（PDA）是采用嵌入式開(kāi)發(fā)工具而研發(fā)的專門用于森林資源調(diào)查的高科技術(shù)產(chǎn)品。是將RS、GIS、GPS和現(xiàn)代通信技術(shù)高度集成，能顯示各種空間分辨率的遙感影像圖（DOM）和地形圖數(shù)據(jù)（DEM）等矢量圖層，能進(jìn)行空間圖形和屬性信息的交互查詢；可接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)導(dǎo)航定位。實(shí)現(xiàn)將移動(dòng)GIS技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的空間信息服務(wù)中，改變了以往森林資源調(diào)查模式，推動(dòng)了林業(yè)向信息化、數(shù)字化方向發(fā)展。

六、結(jié)語(yǔ)

PDA技術(shù)在森林資源規(guī)劃調(diào)查中得到了很好的應(yīng)用，進(jìn)行外業(yè)圖斑區(qū)劃、GPS 特征點(diǎn)采集，圖斑因子采集，屬性因子邏輯檢查，在敖漢旗二類調(diào)查中采用PDA二類調(diào)查外業(yè)小班采集系統(tǒng)，與傳統(tǒng)二類調(diào)查相比節(jié)省了外業(yè)調(diào)查大約20%的時(shí)間，減少了30%左右的內(nèi)業(yè)工作量，且調(diào)查質(zhì)量有保障。使用PDA外業(yè)小班采集系統(tǒng)進(jìn)行外業(yè)區(qū)劃調(diào)查有其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。

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