CORS技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用及前景

李笑鋒，劉少軍

(黑龍江省林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院，黑龍江 哈爾濱 150080)

隨著計算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，測量定位技術(shù)也隨之有了長足進(jìn)步，連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站系統(tǒng)(Rontinuous Operational Reference Systems，簡稱CORS)就是一項(xiàng)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、GNSS全球衛(wèi)星定位等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)而開發(fā)出的高精度定位服務(wù)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可定義為一個或若干個固定的、連續(xù)運(yùn)行的GNSS參考站，利用現(xiàn)代計算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時的通過互聯(lián)網(wǎng)向不同層次、不同需求、不同類型的用戶實(shí)時地提供高精度、高可靠性、實(shí)時的定位信息。CORS技術(shù)的具有定位精度高，覆蓋范圍大、作業(yè)成本低、操作簡單的特點(diǎn)，可以說CORS的應(yīng)用使測量工作發(fā)生了一次變革。本文主要探討CORS技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景[1-3]。

1 CORS技術(shù)概述

1.1 CORS工作原理

CORS基本工作原理是利用衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，在一個區(qū)域內(nèi)，布設(shè)多個連續(xù)運(yùn)行的GNSS基準(zhǔn)站，構(gòu)成一個網(wǎng)狀的基準(zhǔn)站網(wǎng)，各基準(zhǔn)站按照設(shè)定的采樣率進(jìn)行連續(xù)觀測，并將獲得相關(guān)的觀測數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)较到y(tǒng)控制中心，系統(tǒng)控制中心將觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理以及質(zhì)量分析，并進(jìn)行統(tǒng)一解算，進(jìn)而獲得如電離層、衛(wèi)星軌道誤差改正項(xiàng)等數(shù)據(jù)并建立誤差改正模型，最后將其實(shí)時發(fā)送給用戶，用戶得到準(zhǔn)確的坐標(biāo)和定位。

圖1CORS系統(tǒng)

1.2 CORS系統(tǒng)組成

CORS系統(tǒng)由4個子系統(tǒng)組成，分別為：固定參考站(Reference Station Sub)、控制中心、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(Data Communication Sub System)及用戶應(yīng)用系統(tǒng)。各子系統(tǒng)通過數(shù)字通信系統(tǒng)連接成一體，形成一個覆蓋整個區(qū)域的專用網(wǎng)絡(luò)。

2 CORS系統(tǒng)在林業(yè)資源調(diào)查中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查方式，主要是使用羅盤儀，測量中要求測點(diǎn)通視，受人為和自然條件影響大，工作效率極低，測量精度差。而后期GPS的應(yīng)用中大多采用普通手持式GPS接收機(jī)，一般工作在單點(diǎn)定位模式下，誤差一般在5～10 m左右。此外受到林區(qū)復(fù)雜地形地貌及植被遮擋的影響，實(shí)際精度還會降低一些。而普通RTK測量雖然精度較高，但需要自行架設(shè)基準(zhǔn)站，測區(qū)內(nèi)還要有3個以上已知控制點(diǎn)的坐標(biāo)，并且基準(zhǔn)站的覆蓋范圍也較小，與流動站距離不能過遠(yuǎn)。應(yīng)用CORS系統(tǒng)，不需要考慮架設(shè)基準(zhǔn)站，只需要一臺具備差分功能的GPS接收機(jī)或手持式 GIS 采集系統(tǒng)就可以很好的解決長距離、大規(guī)模的高精度實(shí)時定位的問題，因此就目前森林資源調(diào)查需求來看，利用日趨完善的CORS系統(tǒng)提高定位精度是比較實(shí)用的手段之一。

近年來國家對于自然資源統(tǒng)籌管理、規(guī)劃的要求逐步提高，以往行業(yè)間或行業(yè)內(nèi)不同部門間各自為戰(zhàn)，一旦有涉及權(quán)屬糾紛的問題出現(xiàn)，原有的低精度調(diào)查數(shù)據(jù)很難解決這些棘手問題。所以提高調(diào)查的定位精度是十分必要和迫切的。CORS系統(tǒng)在林業(yè)上的應(yīng)用尚處于起步階段，隨著黑龍江衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行綜合服務(wù)系統(tǒng)(HLJCORS)的投入使用，作為國家重點(diǎn)林區(qū)，我省CORS系統(tǒng)在林業(yè)上的應(yīng)用已經(jīng)提上議事日程。

2.1 國家森林資源連續(xù)清查(一類調(diào)查)、重點(diǎn)公益林監(jiān)測

一類調(diào)查和重點(diǎn)公益林監(jiān)測工作要求對國家級或省級固定樣地進(jìn)行周期性、連續(xù)性的監(jiān)測，成果數(shù)據(jù)為全面把握林業(yè)發(fā)展趨勢，制定和調(diào)整林業(yè)方針政策，編制林業(yè)發(fā)展規(guī)劃與國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃等重大戰(zhàn)略決策提供科學(xué)依據(jù)。因此對固定樣地的要求非常高，樣地的位置及面積發(fā)生變化對總體監(jiān)測成果的影響非常大。以往通過GPS手持機(jī)結(jié)合現(xiàn)地標(biāo)志(中心標(biāo)、四角標(biāo))確定樣地位置，一旦現(xiàn)地標(biāo)志丟失或遭破壞，普通手持定位設(shè)備的誤差又過大，很難準(zhǔn)確復(fù)位樣地。通過CORS技術(shù)可以以厘米級精度準(zhǔn)確采集固定樣地的空間位置信息，復(fù)測時可以最大限度地提高復(fù)位樣地的精度及效率，為提供翔實(shí)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)提供有力的保證。

2.2 森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查(二類調(diào)查)

二類調(diào)查以10年森林經(jīng)理期為周期進(jìn)行，以小班為最小單位查清森林資源的現(xiàn)狀，以林業(yè)局-林場-林班-小班為單位來計算統(tǒng)計森林資源的面積、蓄積、質(zhì)量等因子。近年來二類調(diào)查的方式方法雖逐步在改進(jìn)，更加趨于科學(xué)合理，但主要還是反映在林分、樣木調(diào)查方面，空間位置信息的調(diào)查還是以沿用多年的普通手持定位儀結(jié)合衛(wèi)片、地形圖的調(diào)查方式，雖然近年來逐步更新為手持GIS采集系統(tǒng)，但本質(zhì)上都是單點(diǎn)定位，對調(diào)查成果的準(zhǔn)確性及不同經(jīng)理期間數(shù)據(jù)的對比分析還是有較大的影響。而通過使用具備差分功能的GIS采集設(shè)備，結(jié)合CORS技術(shù)則可以很好地解決這方面的問題，在保持原有外業(yè)調(diào)查系統(tǒng)的前提下，即保證了設(shè)備的便攜性，又可以大幅度提高定位的精度。

2.3 征占用林地調(diào)查及勘驗(yàn)

征占用林地涉及不同行業(yè)及不同的林權(quán)所有者，從行業(yè)施工要求及各方利益角度考慮更加需要提高定位精度，準(zhǔn)確確定征占用林地的范圍和面積。應(yīng)用CORS技術(shù)，從前期施工放線到后期統(tǒng)計補(bǔ)償工作都可以根據(jù)不同需求提供各種精度的定位數(shù)據(jù)(動態(tài)厘米級，靜態(tài)毫米級)，極大地提高工作效率，避免因調(diào)查精度不夠造成的糾紛。

在征占林地現(xiàn)地勘驗(yàn)過程中，也可通過CORS技術(shù)現(xiàn)地核實(shí)使用林地的范圍，精確判斷是否存在非法使用林地行為及確定涉及非法使用林地的面積。

3 CORS技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用前景

除上述一些林業(yè)常規(guī)應(yīng)用外，CORS系統(tǒng)還可以廣泛應(yīng)用于林地確權(quán)發(fā)證，濕地、草原保護(hù)紅線劃定，野生動物監(jiān)測，森林防火，無人機(jī)遙感等方面，并且極具發(fā)展空間，優(yōu)勢日趨明顯。

因此，要充分利用好CORS系統(tǒng)，使其能夠更好地為林業(yè)事業(yè)服務(wù)，它必將在林業(yè)建設(shè)中發(fā)揮重要作用，從而產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。