GPS在林业中的应用研究与探讨

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第一篇:GPS在林业中的应用研究与探讨

GPS在林业中的应用研究与探讨

GPS在林业中的应用研究与探讨 摘要

社会经济的高速发展,森林资源的开发和保护需要紧紧跟上经济发展的步伐,及时掌握资源动态变化,正确作出决策就显得尤为重要。

GPS技术这一全新的现代定位方法已经全面取代光学和电子仪器,它与现代通迅和计算机技术相结合,使用测定三维坐标的方法,将测量定位技术扩展到海洋和外层空间,同时从定点扩展到区域,从表态扩展到动态,精度达到毫米级,从而大大拓宽应用范围,在地球物理学、气象、海洋、交通等领域获得广泛应用。

GPS系统是一个高精度,全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。随着它应用的不断深入,它已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性的高新技术产业。

GPS技术的普遍应用必将促进林业工作向着精确、高效、现代化的方向发展。是今后林业部门作业中必不可少的工具,如广泛使用一定会取得巨大的经济效益和社会效益。

关键词:GPS定位导航测算快速高效准确 前言

将GPS这一先进的测量技术应用在林业工作中,能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精密坐标,完成森林调查与管理中各种境界线的勘测与放样落界,成为森林资源调查与动态监测的有力工具.GPS技术在确定林区面积,估算木材量,计算可采伐木材面积,确定原始森林,道路位置,对森林火灾周边测量和测定地区界线等方面可以发挥其独特的重要的作用。在森林中进行常规测量相当困难,而GPS优越的定位、导航技术可以发挥它的优越性,精确测定森林位置和面积,绘制精确的森林分布图。GPS在林业中的应用已经不再局限于以上这些功能,它在林业应用中的不断深入和扩展必将改变林业现状,使林业步入现代化的行例,为社会和经济的发展提供有力的保障。

1.全球定位系统(GPS)简介

在森林、树丛和山系中考察时,如何辨别方向,如何返回,是林业工作者面临的实际问题。森林、树丛中没有定位、导向路标,如何返回出发地和标本采集地亦是难题。有许多人在科学考察中可能有过时间长短不一的迷路经历。全球定位系统(GPS)的出现,是林业工作者在野外有了新的导向、定位工具。

GPS利用分布于外层空间的多颗卫星为地球表面任意一点提供定位、导航和测绘服务。除了军事用途外,GPS也广泛用于民用。GPS定位导航仪利用接到的卫星播放的信号,经过几何计算来确定位置。全球定位系统播放卫星星历和卫星位置推算信号,前者给出系统中每一颗卫星的位置和状况,后者给出播放信号之卫星的定位信息。GPS定位导航仪接到信号后,根据接收信号的时间与发射初始时间之差计算出定位导航仪与卫星之间的距离。当算出与至少三颗定位卫星之间的距离后,GPS定位导航仪就能确定其在地球表面的空间位置。

现在,全球定位系统接收仪的体积越来越小,象袖珍计算器的大小,重量不足400克的手持式全球定位系统定位导航仪的面世,给野外的定位、导向和测速带来了极大的便利。使用全球定位系统能在两分钟内确定工作人员所在位置的经纬度和海拔高度。其天线亦可以分离安装在汽车的挡风玻璃上。

民用型GPS定位仪的单机精度一般为15米,实际使用时定位精度可能更高些。目前,人们提出了几种校正GPS定位导航仪精度的方法,如位置差分,伪距差分、载波相位差分等。对于林业工作者而言,尤其是长期在野外工作的人员,其活动范围常常达到数公里、数十公里,对于在野外的定向,即使误差15米目标物一般也已在肉眼可见范围内。然而,当进行高精度测量时,就必须利用上述方法进行校正。

1.1应用功能 林业工作者在野外工作中手持GPS定位导航仪有定位、测距、测速和导向等

功能

1.1.1 GPS定位功能

在野外工作中确定位置是定向测距的第一步。GPS定位导航仪具有自动抽样定位功能。有些型号能每10分钟自动开机定位将数据记录于缓冲区,然后自动关机,有的能够连续25小时自动定位记录信息。利用GPS的定位功能,不但可以将标本或数据采集地点的精确位置记录下来,而且依靠其导向功能多少年后,即使地表景观和标志物改变了,亦能找到过去的标本采集地点,并不需要借助地图。这一优点在大海、大湖、沙漠和林业中显得更为重要。

通过GPS可以将地理位置转化成GIS的数据格式并输入到GIS中,通过GIS来产生地图,如过火区边缘,交通道路,防火隔离带都可以用GPS将其采集到GIS中。GPS可以把野外采集到的地理位置转化成点,线,或多边形数据。GPS与扑火队伍和运载配备GPS和相应的通讯设施后,就可以将队伍行进的位置和路线及时传输到指挥部的GIS系统之中,GIS就可以准确地定位到地图之中。从而就可以对行动的方向,位置,到达的目标地,及时的纠正和调整。

1.1.2 GPS测距功能

利用输入定位点数据,或某地点的经纬度和海拔高度,GPS定位导航仪能计算地球表面上任意两点间的距离。在野外工作中,可以将出发点或工作点储存为定位点。然后可随时测定距这地点的距离。亦可测定任意两个定位点间的距离。于是,解决了野外样线调查时样线长度的测定。样线的长度常达数千米或数万米。若用皮尺和记步器测定,或是无法实现或是误差较大。当我们研究野生树种的生长区域或生长地点时,利用GPS定位导航仪将这些地点定位并储存后,可以研究某些树种在某些区域的分布,以及这些树种的生存条件如地理位置、地貌、气候、湿度,同时也可研究该林区的整个生态系统的不同组成的分布。当测定某树种的分布区域时,只要将分布区的最宽处两点定位。GPS定位导航仪均能在瞬间计算出分布区域的宽度,也可通过测得的数据算出其面积。同时把不同的树种的数据记录并描绘成图,就可以得到该区域内树种的分布图,并可根据最新发现随时更新旧图。

1.1.3 GPS测速与导向

GPS具有测定速度和方向导航的功能。在人迹罕至,地形复杂,地物丰富和交通不便的偏远山区,尤其原始森林,天然林中大树遮天,面积广阔,难辨方向,常常造成工作人员迷失方向,GPS的导航功能可以使人们顺利的找到出发的起始地点。

2.GPS在森林调查中的应用

在森林资源清查中的应用。在森林资源一类调查中,利用GPS的导航功能,输入固定样地的坐标,有GPS接收机引导调查人员到达样地,不仅定位速度快,精度高,而且可以将原有的明标改成暗标。在森林资源二类调查中,利用GPS进行测量定位,可以快速,高效,方便地把调查的样本单元落实到地面上进行测量和调查。同时,储存在GPS接收机中的样地坐标及调查数据还可通过数据转化直接形成数据库,从而有利于数据的汇总统计。

2.1 GPS在森林调查及资源管理中的应用 2.1.1测定森林分布区域

测定森林分布区域.美国林业局是根据林区的面积和区内树木的密度来销售木材.对木材面积的测量闭合差必须小于1%.在一块用经纬仪测量过面积的林区,采用GPS沿林区周边及拐角处进行了GPS定位测量并进行偏差纠正,得到的结果与已测面积误差为0.03%,这一实验证明了测量人员只要利用GPS技术和相应的软件沿林区周边使用直升飞机就可以对林区的面积进行测量。过去测定所出售木材的面积要求用测定面积的各拐角和沿周边测量两种方法计算面积,使用GPS进行测量时,沿周边每点上都进行了测量,而且测量的精度很高。

2.1.2进行样地初设与复位

利用手持GPS进行省固,局固监测样地初设与复位,只需输入坐标,不需引点引线,且位置准确,效率高,复位率达100%。在我国去年黑龙江等省的国家一类清查中,采用手持GPS进行复位测定,取得了良好的效果,工作效率提高5-8倍,定位误差不超过7米,其成果受到国家林业局资源司的充分肯定。

2.1.3利用手持GPS导航伐开境界线

利用手持GPS导航伐开境界线,如平坦地林班线的伐开和确立标桩。以往该类工作采用角规,拉线等方法,工作强度大,误差高,准确度低,进场需要反工,浪费严重.采用GPS后,利用其航迹纪录和测角,测距功能,不但降低了劳动强度,而且准确度高,落图简便,极大的提高了效率。

2.1.4利用差分或测量GPS对林区各种境界线实施精确勘测,制图和面积求算。

利用差分或测量GPS对林区各种境界线实施精确勘测,制图和面积求算。如:各种道路网,局界,场界地类位置和绘制图形并求算面积,转绘于林业基本用图上,达到对各种森林地类变化的动态监测的目的,测量精度达到分米级。

利用差分或测量型GPS进行图面区划界线的精确现地落界,如两荒界,行政区界等.解决现地界线不清和标志位置不准的普遍存在的问题。

2.2 GPS在野生动植物资源调查中的作用 2.2.1在动物资源调查中的作用

在野生动物资源调查中,利用GPS接收机寻找样带的起点,并根据输入的样带终点坐标引导调查人员在规定的样带线内调查。

由于接收机还有存储运动轨迹的功能,因此可以在数据转化时显示调查的速度,轨迹的数据,从而对调查质量进行质量监督和管理。另外GPS还可用于野生动物栖息地的定位,根据栖息地的森林景观类型权数推算总体种群数量。

2.2.2在植物资源调查中的作用

在野生植物资源调查中利用GPS进行生物密度分析,初设及复位样地对植物的多度和频度进行调查。GPS定位可以对古树名木及稀特有植物进行研究和保护。3.GPS在林业作业中的应用

3.1 GPS在林业生产和规划中的应用 3.1.1在工程测量中和应用

GPS可以克服山高林密,交通和透视条件差或常规测量困难及精度不高等林业工程测量的不足,可以快速,高效地实现森林资源勘察,地形测量,林区公路勘测等。

3.1.2 GPS在伐区调查设计中的应用.采伐林地一般是地形陡峭,树高郁闭,灌木丛生,常规伐区调查难度大或精度不高,采用GPS接收机进行伐区调查设计可以克服因植被阻挡和坡度造成的通视困难,随调查人员的运动实时记录下伐区边界坐标及运动轨迹,与计算机接口后方便地进行标图并求出伐区面积。

3.1.3在林业专题图制作中的应用

GPS可用于在森林调查样点和生长预估,观测样点的导航定位,可用于林区公路,涵洞和各种物标的测量,可用于种群分布,数量和野生动物迁移区的确定,GPS在测量学上带来的变革,彻底改变了传统林业专题图在制作上的手工绘制,成图慢,精度低,投入高的确点,GPS配合地理信息系统可以满足多种专题图制作的要求,并实现出图的准确,高效和自动化。

3.2 GPS在造林中的应用

3.2.1 GPS在飞播造成林中的应用

在没有采用GPS之前,飞行员很难对已播和未播林地进行判断,经常会出现重播和漏播的情况,飞播效率很低。采用GPS后,利用其航迹记录功能,飞行员可以轻松了解上次播种的路线,从而有效避免了漏播和重播。此外,利用航线设定功能,飞行员可以在地面对飞行距离和航线进行设定,在飞行中按照预先设定好的航线工作,极大降的降低了作业难度。

3.2.2 GPS在造林分类,清查中的应用 利用GPS的航迹记录和求面积功能,林业工作人员很容易对物种林的分布和大小进行纪录整理,同时了解采伐和更新的比例,对各林业类型进行标注,方便了林业的管理.在我国黑龙江和吉林,内蒙等省份的分类经营,造林普查,资源调查中,已经开始大量采用GPS技术,取得了很好的效果,不但节省了大量的人力,物力和资金,而且极大的提高了工作效率。实践证明,采用GPS完全可以取代传统的角规加皮尺的落后测量手段,并取得极大的经济效益。

3.3 GPS在森林资源评估中应用

在进行森林资产评估时,可以用GPS接收机和数据处理软件系统精确地测定各林种,各不同年龄林分的面积,水资源,农田,荒山,宜林地等面积,从而避免评估中的主观随意性,提高森林资产评估的准确性,公正性和科学性。

4.GPS在森林保护中的作用

4.1 GPS在森林防火中的应用4.1.1 GPS在林火信息管理中的应用 GPS和地理信息系统,卫星遥感技术相结合,可以建立高效,实时,实用的林火信息管理系统,一旦发生森林火灾,只需输入利用遥感技术获得的火点坐标,系统即可自动选定最佳的行进线路,利用GPS接收机对扑火队进行实时的导向和定位,从而及时,准确到达火场,组织扑救工作。另外,GPS还可以简单精确地测定受灾林地面积,估计森林火灾的损失,.并输出森林火灾受害图,火险等级图等,对森林防火有重要的意义。

4.1.2森林防火中GPS的技术应用

利用实时差分GPS技术,美国林业局与加里弗尼亚的喷气推进器实验室共同制定了“FRIREFLY”计划。它是在飞机的环动仪上安装热红外系统和GPS接收机,使用这些机载设备来确定火灾位置,并迅速向地面站报告。另一计划是使用直升飞机,无人机或轻型固定翼飞机沿火灾周边飞行并记录位置数据,在飞机降落后对数据进行处理并把火灾的周边绘成图形,以便进一步采取消除森林火灾的措施。

采用手持GPS进行火场定位,火场布兵,火场测面积,火灾损失估算,精确度高,安全性强,能够实时,快速,准确地测定火险位置和范围,为防火指挥部门提供决策依据,已为国内外防火机构广泛采用。4.2 GPS在森林病虫害的监测与防治的应用 4.2.1病虫害的监测

利用GPS对虫害和病害进行跟踪调查,了解病虫害的发生位置,发展程度及分布状况从而正确作出判断及时进行防治。

4.2.2病虫害防治(农药喷洒)农药喷洒中的应用.飞机属于高速飞行的动态用户,在飞机上加装GPS,不仅可使其在全球范围内获得连续实时的导航能力,而且还能够得到高精度的三维定位和速度信息,这对于飞机的升空,着陆,飞行方向及速度的确定,空中准确投掷及空中交通管制有重要的意义。

5.GPS在林业其他方面的应用 5.1 GPS在森林旅游及探险中的应用

森林旅游多在人迹罕至,地形复杂,地物丰富和交通不便的偏远山区,尤其原始森林,天然林中大树遮天,面积广阔,难辨方向,常常造成游人的失踪和消亡。GPS接收机已被徒步山林旅行,森林荒漠探险,森林草地狩猎的人们视为“护身符”。同时利用安装在旅游车上的GPS,实时获得汽车位置,运行速度和方向,加上“风景导航”系统,便可随时计算出旅游车的位置,并向系统查询景区信息,指示最近的景区特色,解说资料及行走方向,也可自由选择想去的景区并由车上的GPS自动选择最佳的行走路线。

5.2 GPS在林业科学研究中的应用

由于森林资源的具体特点,使林业科研需要借助于大量的资源数据才能进行动态预测和科学经营。GPS是森林资源信息和数据的重要捕捉手段,经过简单的数据和信息转化成为基础的数据库和图形库.在林业地理信息系统的开发研究中,GPS不仅是属性数据和空间数据的重要来源,而且可以改善GPS数据的准确度和数据更新效率,加速地理信息系统在生产实际中的推广应用。总结:在森林资源调查工作中应用GPS技术,可直接按坐标确定样地位置,解决了小比例尺地形图找明显地形地物为引点的难题,克服了地形图本身有误差、传统的罗盘仪引线测量引起误差以及其它因素造成样地定位不准的问题。实践证明,GPS定位精度高于罗盘仪引线定位。

GPS优越的导航、定位功能不仅提高了地面样地定位精度,而且大大减少了野外作业时间和工作量,节省了时间,提高了工作效率,为林业工作的更深入开展提供了方便,使林业由传统林业向现代林业和数字林业的转变迈进了一步。因此,在林业工作中推广应用GPS技术是非常重要的。

参考文献:1.《测量学》中国林业出版社出版主编:李秀江 2.《森林资源动态监测与林业部调查实用技术手册》

宁夏大地音像出版社2005年出版编号:11241 3.《GPS在林业中的应用》作者:贾建刚

来源:www.3gpda.net

第二篇:GPS在林业中的应用

GPS在林业中的应用

准:

核:

写:

2012年 06月 20

目录

前言..................................................................................................................................................3 1GPS在林业中的应用简介............................................................................................................3

1.1 应用功能...........................................................................................................................4

1.1.1 GPS定位功能.........................................................................................................4 1.1.2 GPS测距功能.........................................................................................................5 1.1.3 GPS测速与导向.....................................................................................................5 GPS在森林调查中的应用...........................................................................................................5

2.1 GPS在森林调查及资源管理中的应用.............................................................................6

2.1.1 测定森林分布区域.................................................................................................6 2.1.2 进行样地初设与复位.............................................................................................6 2.1.3 利用手持GPS导航伐开境界线............................................................................6 2.1.4 利用差分或测量型GPS对林区各种境界线实施精确勘测、制图和面积求算 7 2.2 GPS在野生动植物资源调查中的作用.............................................................................7

2.2.1 在动物资源调查中的作用.....................................................................................7 2.2.2 在植物资源调查中的作用.....................................................................................7 GPS 在林业作业中的应用..........................................................................................................8

3.1 GPS在林业生产和规划中的应用....................................................................................8

3.1.1 在工程测量中的应用.............................................................................................8 3.1.2 GPS在伐区调查设计中的应用..............................................................................8 3.1.3 在林业专题图制作中的应用.................................................................................8 3.2 GPS在造林中的应用........................................................................................................8

3.2.1 GPS在飞播造林中的应用.....................................................................................8 3.2.2 GPS在造林分类、清查中的应用..........................................................................9 3.3 GPS在森林资源评估及森林资源管理中的应用.............................................................9

3.3.1 设计踏查.................................................................................................................9 3.3.2 采伐设计.................................................................................................................9 3.3.3 林地管理...............................................................................................................10 3.3.4 验收检查...............................................................................................................10 3.3.5 毁林案件勘察.......................................................................................................10 4 GPS在森林保护中的作用.........................................................................................................10 4.1 GPS在森林防火中的应用..............................................................................................10 4.1.1 GPS在林火信息管理中的应用............................................................................10 4.1.2 森林防火中GPS的技术应用..............................................................................11 4.2 GPS在森林病虫害的监测与防治中的应用...................................................................11 4.2.1 病虫害的监测.......................................................................................................11 4.2.2 在病虫害防治和农药喷洒中的应用...................................................................11 5 GPS在林业其他方面的应用.....................................................................................................12 5.1 GPS在森林旅游及探险中的应用..................................................................................12 5.2 GPS在林业科学研究中的应用......................................................................................12 6总结.............................................................................................................................................13

前言

随着科学技术的进步和发展,林业系统新技术应用越来越普及,应用范围越来越广泛。特别是GPS技术的推广应用,在森林资源监测、营林规划设计、森林灾害预警、科学宏观决策等方面带来了深刻的变革和重大影响,显著提高了林业系统各部门的经营管理水平。

在林业系统中,GPS的普及应用有效地提高了林业工作的效率和精度,改变了传统的林业工作模式,实现了无纸化和一体化作业流程,使林业的工作模式出现了质的突破,大大地提高了林业调查内、外业的效率和精度。GPS是林业部门未来作业中必不可少的工具,广泛使用一定会取得巨大的经济效益和社会效益。GPS在林业中的应用简介

GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统,将GPS这一先进的测量技术应用在林业工作中,能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精密坐标,完成森林调查与管理中各种境界线的勘测与放样落界,成为森林资源调查与动态监测的有力工具。GPS技术在确定林区面积、估算木材量、计算可采伐木材面积、确定原始森林道路位置、对森林火灾周边测量和测定地区界线等方面可以发挥其独特的重要的作用。在森林中进行常规测量相当困难,而GPS优越的定位、导航技术可以发挥它的优越性,精确测定森林位置和面积,绘制精确的森林分布图。GPS在林业中的应用已经不再局限于以上这些功能,它在林业应用中的不断深入和扩展必将改变林业现状,使林业步入现代化的行列,为社会和经济的发展提供有力的保障。

在森林、树丛和山系中考察时,如何辨别方向,如何返回,是林业工作者面临的实际问题。森林、树丛中没有定位、导向路标,如何返回出发地和标本采集地亦是难题。有许多人在科学考察中可能有过时间长短不一的迷路经历。全球定位系统(GPS)的出现,使林业工作者在野外工作中有了新的导向、定位工具。GPS利用分布于外层空间的多颗卫星为地球表面任意一点提供定位、导航和测绘服务。除了军事用途外,GPS也广泛用于民用。GPS定位导航仪利用接到的卫星

播放的信号,经过几何计算来确定位置。全球定位系统播放卫星星历和卫星位置推算信号,前者给出系统中每一颗卫星的位置和状况,后者给出播放信号之卫星的定位信息。GPS定位导航仪接到信号后,根据接收信号的时间与发射初始时间之差计算出定位导航仪与卫星之间的距离。当算出与至少三颗定位卫星之间的距离后,GPS定位导航仪就能确定其在地球表面的空间位置。现在,全球定位系统接收仪的体积越来越小,像袖珍计算器的大小,重量不足400克的手持式全球定位系统定位导航仪的面世,给野外的定位、导向和测速带来了极大的便利。使用全球定位系统能在两分钟内确定工作人员所在位置的经纬度和海拔高度。其天线亦可以分离安装在汽车的挡风玻璃上。民用型GPS定位仪的单机精度一般为15米,实际使用时定位精度可能更高些。

1.1 应用功能

林业工作者在野外工作中可以使用手持GPS定位导航仪进行定位、测距、测线、测面积和导向等功能。

1.1.1 GPS定位功能

在野外工作中确定位置是定向测距的第一步。GPS定位导航仪具有自动抽样定位功能。有些型号能每10分钟自动开机定位将数据记录于缓冲区,然后自动关机,有的能够连续25小时自动定位记录信息。利用GPS的定位功能,不但可以将标本或数据采集地点的精确位置记录下来,而且依靠其导向功能多少年后,即使地表景观和标志物改变了,亦能找到过去的标本采集地点,并不需要借助地图。这一优点在大海、大湖、沙漠和林业中显得更为重要。通过GPS可以将地理位置转化成GIS的数据格式并输入到GIS中,通过GIS来产生地图,如过火区边缘,交通道路,防火隔离带都可以用GPS将其采集到GIS中。GPS可以把野外采集到的地理位置转化成点、线、或多边形数据。扑火队伍和运载货物的装备配有GPS和相应的通讯设施后,就可以将队伍行进的位置和路线及时传输到指挥部的GIS系统之中,GIS就可以准确地定位到地图之中。从而就可以对行动的方向、位置、到达的目标地,及时的纠正和调整。

1.1.2 GPS测距功能

利用输入定位点数据,或某地点的经纬度和海拔高度,GPS定位导航仪能计算地球表面上任意两点间的距离。在野外工作中,可以将出发点或工作点储存为定位点。然后可随时测定距这地点的距离。亦可测定任意两个定位点间的距离。于是,解决了野外样线调查时样线长度的测定。样线的长度常达数千米或数万米,若用皮尺和记步器测定,或是无法实现或是误差较大。当我们研究野生树种的生长区域或生长地点时,利用GPS定位导航仪将这些地点定位并储存后,可以研究某些树种在某些区域的分布,以及这些树种的生存条件如地理位置、地貌、气候、湿度,同时也可研究该林区的整个生态系统的不同组成的分布。当测定某树种的分布区域时,只要将分布区的最宽处两点定位,GPS定位导航仪均能在瞬间计算出分布区域的宽度,也可通过测得的数据算出其面积。同时把不同的树种的数据记录并描绘成图,就可以得到该区域内树种的分布图,并可根据最新发现随时更新旧图。

1.1.3 GPS测速与导向

GPS具有测定速度和方向导航的功能。在人迹罕至、地形复杂、地物丰富和交通不便的偏远山区,尤其原始森林、天然林中大树遮天,面积广阔,难辨方向,常常造成工作人员迷失方向,GPS的导航功能可以使人们顺利的找到出发的起始地点。GPS在森林调查中的应用

在森林资源一类调查中,利用GPS的导航功能,输入固定样地的坐标,由GPS接收机引导调查人员到达样地,不仅定位速度快、精度高,而且可以将原有的明标改成暗标。在森林资源二类调查中,利用GPS进行测量定位,可以快速、高效、方便地把调查的样本单元落实到地面上进行测量和调查。同时,储存在 GPS 接收机中的样地坐标及调查数据还可通过数据转化直接形成数据库,从而有利于数据的汇总统计。

2.1 GPS在森林调查及资源管理中的应用 2.1.1 测定森林分布区域

美国林业局根据林区的面积和区内树木的密度来销售木材,对木材面积的测量闭合差必须小于1%。在一块用经纬仪测量过面积的林区,采用GPS沿林区周边及拐角处进行了GPS定位测量并进行偏差纠正,得到的结果与已测面积误差为0.03%,这一实验证明了测量人员只要利用GPS技术和相应的软件沿林区周边使用直升飞机就可以对林区的面积进行测量。过去测定所出售木材的面积要求用测定面积的各拐角和沿周边测量两种方法计算面积,使用GPS进行测量时,沿周边每点上都进行了测量,而且测量的精度很高。

2.1.2 进行样地初设与复位

在我国森林资源清查中,固定样地的定位与复位测量是采用地形图引线定位和直接搜寻样地的方法,此法费工费时而且精度较低。GPS技术的快速动态定位特性,为上述工作提供了有力的技术支持。差分定位是目前GPS最为广泛使用的方法,其基本思路是:借助一个已知精确位置的参考点(一般为国家级测量控制点)和一个数据通信链(无线电),使用GPS接收机和电台达到运动载体实时精确动态定位的目的。差分方法有伪距差分、坐标差分、相位差分3种。利用差分GPS导航功能,只要输入固定样地的纵横坐标,按导航方向可直接到达样地中心。通过2003年连续清查使用GPS技术发现,较以前方法提高工作效率2倍以上,且精度极高。

2.1.3 利用手持GPS导航伐开境界线

利用手持GPS导航伐开境界线,如平坦地林班线的伐开和确立标桩。以往该类工作采用角规、拉线等方法,工作强度大、误差高、准确度低,进场需要反工,浪费严重。采用GPS后,利用其航迹纪录和测角、测距功能,不但降低了劳动强度,而且准确度高,落图简便,极大的提高了效率。

2.1.4 利用差分或测量型GPS对林区各种境界线实施精确勘测、制图和面积求算

如:各种道路网、局界、场界地类位置和绘制图形并求算面积,转绘于林业基本用图上,达到对各种森林地类变化的动态监测的目的,测量精度达到分米级。利用差分或测量型GPS进行图面区划界线的精确现地落界,如两荒界、行政区界等,解决现地界线不清和标志位置不准的普遍存在的问题。

2.2 GPS在野生动植物资源调查中的作用 2.2.1 在动物资源调查中的作用

在野生动物资源调查中,利用GPS接收机寻找样带的起点,并根据输入的样带终点坐标引导调查人员在规定的样带线内调查。由于接收机还有存储运动轨迹的功能,因此可以在数据转化时显示调查的速度、轨迹的数据,从而对调查质量进行质量监督和管理。另外GPS还可用于野生动物栖息地的定位,根据栖息地的森林景观类型权数推算总体种群数量。

2.2.2 在植物资源调查中的作用

在野生植物资源调查中利用GPS进行生物密度分析,初设及复位样地对植物的多度和频度进行调查。GPS定位可以对古树名木及稀特有植物进行研究和保护。GPS 在林业作业中的应用

3.1 GPS在林业生产和规划中的应用 3.1.1 在工程测量中的应用

GPS可以克服山高林密、交通和透视条件差或常规测量困难及精度不高等林业工程测量的不足,可以快速、高效地实现森林资源勘察、地形测量、林区公路勘测等。

3.1.2 GPS在伐区调查设计中的应用

采伐林地一般是地形陡峭、树高郁闭、灌木丛生,常规伐区调查难度大或精度不高,采用GPS 接收机进行伐区调查设计,可以克服因植被阻挡和坡度造成的通视困难,随调查人员的运动实时记录下伐区边界坐标及运动轨迹,与计算机接口后方便地进行标图并求出伐区面积。

3.1.3 在林业专题图制作中的应用

GPS可用于在森林调查样点和生长预估,观测样点的导航定位,可用于林区公路、涵洞和各种物标的测量,可用于种群分布、数量和野生动物迁移区的确定。GPS在测量学上带来的变革,彻底改变了传统林业专题图在制作上的手工绘制成图慢、精度低、投入高的缺点。GPS配合地理信息系统可以满足多种专题图制作的要求,并实现出图的准确、高效和自动化。

3.2 GPS在造林中的应用

3.2.1 GPS在飞播造林中的应用

利用GPS的导航功能,可以更有效地实施飞播造林工程。这种方法可以减少地面工作人员数量、降低劳动强度、节约飞播经费、加快了飞播进度,为实施大面积、大规模造林工程提供了技术保障

在没有采用GPS之前,飞行员很难对已播和未播林地进行判断,经常会出现重播和漏播的情况,飞播效率很低。采用GPS后,利用其航迹记录功能,飞行员可以轻松了解上次播种的路线,从而有效避免了漏播和重播。此外,利用航线设定功能,飞行员可以在地面对飞行距离和航线进行设定,在飞行中按照预先设定好的航线工作,极大地降低了作业难度。

3.2.2 GPS在造林分类、清查中的应用

利用GPS 的航迹记录和求面积功能,林业工作人员很容易对物种林的分布和大小进行纪录整理,同时了解采伐和更新的比例,对各林业类型进行标注,方便了林业的管理。在我国黑龙江和吉林、内蒙等省区的分类经营、造林普查、资源调查中,已经开始大量采用GPS技术,取得了很好的效果,不但节省了大量的人力、物力和资金,而且极大的提高了工作效率。实践证明,采用GPS完全可以取代传统的角规加皮尺的落后测量手段,并取得极大的经济效益。

3.3 GPS在森林资源评估及森林资源管理中的应用

在森林资源评估:在进行森林资产评估时,可以用GPS接收机和数据处理软件系统精确地测定各林种、各不同年龄林分的面积,水资源、农田、荒山、宜林地等面积,从而避免评估中的主观随意性,提高森林资产评估的准确性、公正性和科学性。

3.3.1 设计踏查

使用GPS对准备采伐的伐区、小班进行踏查,初步确定小班及伐区的位置、面积、运材线路等,经过内业进一步筛选后,确定需采伐的小班;对占用的林地,使用GPS进行初步定位、量测,以决定是否审批或初步计算各种补偿费用。

3.3.2 采伐设计

在采伐设计中,可使用GPS定位、求面积、割分采伐小班,将GPS采集的数据提供给资源管理GIS,能够绘制采伐设计图,还可用于运材林道的设计等等。

3.3.3 林地管理

林地资源是林业生存与发展的基础。对各种征占、侵占林地的行为,可用GPS准确定位、求面积,将GPS采集的外业数据提供给GIS,绘制出被征占、侵占林地的准确位置、面积及图形。

3.3.4 验收检查

在对采伐的小班进行验收时,使用GPS可快速、准确地定位所采伐的小班位置是否正确、面积是否准确、是否超边越界等。

3.3.5 毁林案件勘察

毁林案件勘察、乱砍滥伐、毁林开垦、蚕食林地、放牧毁坏造林地等的林政案件时有发生,使用GPS可快速、准确地勘察被毁林地的位置、面积,并可用GPS采集的数据,绘制出被毁林地的位置图,为案件的处理提供准确数据。GPS在森林保护中的作用

4.1 GPS在森林防火中的应用 4.1.1 GPS在林火信息管理中的应用

GPS和地理信息系统、卫星遥感技术相结合,可以建立高效、实时、实用的林火信息管理系统,一旦发生森林火灾,只需输入利用遥感技术获得的火点坐标,系统即可自动选定最佳的行进线路,利用GPS接收机对扑火队进行实时的导向和定位,从而及时、准确到达火场,组织扑救工作。另外,GPS还可以简单精确地测定受灾林地面积,估计森林火灾的损失,并输出森林火灾受害图、火险等级图等,对森林防火有重要的意义。

4.1.2 森林防火中GPS的技术应用

采用手持GPS进行火场定位、火场布兵、火场测面积、火灾损失估算,精确度高、安全性强,能够实时、快速、准确地测定火险位置和范围,为防火指挥部门提供决策依据,已为国内外防火机构广泛采用。

GPS技术在森林防火上可发挥重要作用。我国较早利用的如沾河林业局,利用差分GPS技术,在防火飞机的环动仪上安装热红外系统和GPS接收机。防火飞机巡飞时,如有火情热红外系统立刻发现并被GPS确定发生位置的精确坐标,配合地面防火塔,迅速向地面接收站报告。GPS和地形图配合使用,可以确定林火的进展情况。用GPS确定林火的位置,在地形图上绘制火场示意图。这样就可以及时地掌握林火的发生范围、面积等。为采取相应的扑救措施提供了依据;依靠GPS的导航功能,可实施飞机直接灭火措施。首先把火场的位置信息输入到GPS接收机,然后利用它进行导航,快速寻找火场,实施快速灭火(如,喷洒灭火剂、运送灭火队伍等等)。

4.2 GPS在森林病虫害的监测与防治中的应用 4.2.1 病虫害的监测

利用GPS对虫害和病害进行跟踪调查,了解病虫害的发生位置,发展程度及分布状况,从而正确做出判断及时进行防治。

4.2.2 在病虫害防治和农药喷洒中的应用

飞机属于高速飞行的动态用户,在飞机上加装GPS,不仅可使其在全球范围内获得连续实时的导航能力,而且还能够得到高精度的三维定位和速度信息,这对于飞机的升空、着陆、飞行方向及速度的确定,空中准确投掷及空中交通管制有重要的意义。

目前,国家正在实施天然林保护工程,建立全国天然林保护工程信息系统,这一系统的技术核心是计算机网格技术、“3S”技术和多媒体技术。病虫害防治是天然林保护工程中必须考虑的专业问题,研究利用GPS进行大面积病虫害防治方法具有现实意义。国内外许多从事林业的专家已经在这方面进行了初步研究。

应用GPS为林业飞防导航,可以摆脱庞大的地面指挥和信号系统,减少车辆、通讯设备和人员的使用,降低组织工作的难度,减少人力、物力和财力的浪费,降低防治成本;免除地面指挥人员和信号队员饱受日晒和药薰之苦,降低劳动强度,提高工作效率;对于山高林密的作业区,信号队员不易到达或不能及时到位,人工导航漏喷或重喷现象严重,GPS导航很好地解决了这一问题。应用GPS导航可以彻底摆脱地面信号标志和人工信号队导航。广西应用飞机喷撒白僵菌原粉防治马尾松毛虫有20 多年的历史,GPS导航技术的应用将使飞防工作迈上新的台阶。GPS在林业其他方面的应用

5.1 GPS在森林旅游及探险中的应用

森林旅游多在人迹罕至、地形复杂、地物丰富和交通不便的偏远山区,尤其原始森林、天然林中大树遮天,面积广阔,难辨方向,常常造成游人的失踪和消亡。GPS 接收机已被徒步山林旅行、森林荒漠探险、森林草地狩猎的人们视为“护身符”。同时利用安装在旅游车上的GPS,实时获得汽车位置、运行速度和方向,加上“风景导航”系统,便可随时计算出旅游车的位置,并向系统查询景区信息,指示最近的景区特色,解说资料及行走方向,也可自由选择想去的景区并由车上的GPS自动选择最佳的行走路线。

5.2 GPS在林业科学研究中的应用

由于森林资源的具体特点,使林业科研需要借助于大量的资源数据才能进行动态预测和科学经营。GPS是森林资源信息和数据的重要捕捉手段,经过简单的数据和信息转化成为基础的数据库和图形库。在林业地理信息系统的开发研究中,GPS不仅是属性数据和空间数据的重要来源,而且可以改善GPS数据的准确度和数据更新效率,加速地理信息系统在生产实际中的推广应用。

6总结

社会经济的高速发展,森林资源的开发和保护需要紧紧跟上经济发展的步伐,及时掌握资源动态变化,正确做出决策就显得尤为重要。GPS在林业建设行业中市场广阔,应用潜力巨大,已在森林资源调查、规划设计林区物探、荒漠化监测、森林防火、森林病虫害防治等方面取得了可喜的成绩,GPS技术的普及为林业发展提供了新技术和新方法,彻底改变了林业部门原有的工作模式,GPS技术的普遍应用必将促进林业工作向着精确、高效、现代化的方向发展,一定会带来经济效益和社会效益共同进步。

第三篇:GPS技术在林业测绘中的应用

林业测绘中GPS技术的应用

【摘要】随着林业方面科技的不断发展,GPS等高科技产品和技术在林农业生产的应用越来越广泛,尤其是在林业测绘方面,GPS技术起到了至关重要的作用。本文就GPS在林业测绘中的应用进行相关分析研究,希望能给同行提供一些参考。【关键词】林业测绘 GPS技术 应用 1.前言

GPS全球定位系统是具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统,是美国从上世纪70年代研制,于1994年建成的。目前GPS等高科技产品和技术广泛应用于在林业生产的测绘工作中。GPS作为森林资源调查和动态临测的有力工具,能够快速、高效、准确地为人们提供点、线、面要素的精密坐标,完成森林调查与管理中备种异线的勘测与放样落界。GPS技术对于林区面积的确定,木材量的估算,日采伐木材面积的计算,原始森林、道路位置、测量森林火灾面积的确定,水源的寻找和地区界线测定等方面,都具有独特的重要作用。可在森林中,GPS定位技术进行常规测量,对森林位置和面积进行精确测定并对森林分布图进行精确绘制。2.GPS系统的组成 2.1 GPS的空间组成。21颗工作卫星和3颗备用卫星,分别在六条与赤道平面成五十五度角的轨道平面上运行,每个轨道平面配备有三颗卫星,每隔一条轨道平面配备1颗热备份卫星,而且卫星轨道为圆形,其轨道周期为12小时,高度为19650千米,此配置可实行24小时全球覆盖,世界各地的任何用户随时都能看到至少4颗卫星。2.2 GPS地面支撑系统

其组成部分为主控站、全球监测站及地面控制站。进行所有卫星的跟踪,以及测定轨迹和时钟、修正模型参数、时钟同步和卫星加载点护甲电文等是其控制部分的重要任务。2.3 GPS系统的用户设备部分(GPS接收机)。

通过对GPS卫星发射信号的接收,来获得必需的导航和定位信息及进行观测测量,通过处理数据来完成导航和定位工作。GPS接受硬件的组成部分一般为主机、天线和电源。现今车载GPS系统能够快速准确确定地表位置,并以数据指标形式将其直接传入到计算机系统中。3.GPS定位的原理

GPS定位是通过卫星不断发送自身的星历参数及时间信息,接收到信息的用户借助计算机求出接收机相关的三维位置、方向及其运动速度与时间等相关信息。当今GPS系统为了得到更高的定位精度,常采取差分GPS技术也称伪距差分或载波相位差分,即在基准站上安置一台GPS接收机进行观测。从基准站到卫星的距离改正数由精准站已知精密坐标来计算得出,最后此数据再由基准站进行实时发送。用户接收机通过对基准站发出的改装数进行同时接收观测,来改正其定位数,最终得到最精确的相关定位结果。4.GPS系统的优点 4.1 高定位精度。精确测定森林位置和面积时间表明, 在50公里内,GPS相对定位精度可达6—10米,100—500公里范围内可达7一10米,1000公里之内则可达9一10m。

4.2 测绘时间短。不断完善的GPS系统和不断更新的软件,使得目前20公里“内相对静志定位仅需15—20分钟,快速静态相对定位测量仅需1一2分钟。

3、测定测站间无须通视。只要保证测站上空开阔,即可大量节省测绘时间,对工作效率有大幅提高。

4、操作简单。接收机的体积随着GPS自动化程度的提高逐渐减小愈加便携,一般手持型GPS重量不会超过400克,携带起来十分方便。

5、全天候作业。能保证接收性能并不受气候影响,能保证全天候作业。

6.GPS应用于林业测绘 6.1、森林资源样地定位

在清查我国森林资源时,固定样地的定位与复位测量是采用地形日引线定位和直接搜寻样地的方法,此方法费时费力.而且精度很低。GPS技术的快速动态定位特性为上述工作提供了有力的技术支持,差分定位是目前GPS最为广泛泛使用的方法.基本思路是借助一个已知精确定位的参考点以般为国家级测量控制点l和十数据通信链(I;PRSl.使用手持差分GPS(赛图7)进行实时差分精确动态定位.并利用差分GPS导航功能,只要辅助固定样地的纵、横坐标,按导航方向可直接到达样地中。这样一来可大大提高工作效率,且可达到极高的精度,对林业工作者有极大帮助,6.2 林地面积的测量

林地面积测量在造林方面有所涉及,模拟地崩或数字地图是测量传统的森面积测量的基础。如方格网法和条带网法图形称重法解析法等。这些方法由于多环节,低测定精度,都不及直接用GP测量林业面积(走闭合l)。6.3 林地管理

作为林业生存发展的基础,林地资源不容侵占。我们可用GPS对征占和侵占的林地进行准确定位、求其面积。并由资源管理CIS来接收GPS采集的外业数据,最终将被征占侵占林地的准确位置、面积及图形绘制出来。6.4 采伐设计

GPS定位可用于采伐设计中求面积割分采伐小班。由资源管理 GIS接收GPS采集的数据,进行采伐设计图的绘制。通过GPS对占用的林地进行初步定位、测量,来决定审批是否合格。6.5 毁林案件勘察

对乱砍溢伐、毁坏造林地等林政案件,被毁林地的位置面积可由使用GPS进行快速,准确地勘察,被毁林地的位置和面积可由GPS采集的数据进行绘制,为处理案件的处理提供准确有力数据。

6.6 遗林规划设计踏查

使用GPS对准备造林的小区小班进行踏查,确定小班的位置面积,需造林的小班的确定可由内业来进一步筛选。6.7 检查验收造林实绩

检查验收每年春季造林的成果时,可通过GPS来快速确定所造林的位置的正确与否、面积的准确与否、边界位置的准确与否等。7.使用GPS应注意的事项

7.1 相应检测是GPS在使用前的必须工作,日常开机后自动设置为出厂值,如果不显示为出厂值,应进行重新设置,再次使用则必须为出厂值,除此之外,误差实测也是必备工作,10米以上的平均误差的GPS不宜使用。

7.2 使用常用页面。UR状态页面应为开机后接收信号时的常用页面,待信号逐渐稳定后.使用功能页面中航点功能下的罗盘导航页面。由于GPS接收的卫星信号随时可能发生变化,所以应注意进行读数时,数据必须已经稳定,这样才能有效地把数据的准确性和精密度提高。7.3 在障碍物和高压电线及变电器附近尽量避免使用。卫星信号的接收会受到障碍物的影响,大多存在10米左右的误差,有时误差甚至高于20米。因此,读数应尽可能地避免在有障碍物的地方进行,这种情况在测量的距离相对较短时更应该的到高度重视。若定点必须在有障碍物的地片进行时.应尽可能在相对空旷的地方安置接收机,使信号接收准确;对GPS的信号会受到高压电产生的磁场的干扰,所以当定点必须在有电磁干扰地方进行时,把定点位置采用差位定点来甲移n米,“避免受到电的磁干扰,并将其标明在草图中。在Ⅱ式绘图时进行复位。

7.4 防止数据丢失。多种日常生活的疏忽都可能是导致数据丢失的原因。此时可通过编辑航点来重新取得数据。7.5,廊用GPS对面积的测绘较为简便。通过绕所要测量的地手持GPS快速地走一个闭合轨迹,即可求得面积;但是为在具体操作中保证精度,沿测量地行进时不能过快,要尽可能地保持匀速前进。8.结束语

社会在不断进步发展,林业生产的技术水平也随之提高,GPS技术在林业测绘中所起的作用不容忽视,因此,我们林业工作者有更加重视对GPS技术的应用和完善,为国家的林业测绘工作尽一份绵薄之力。

第四篇:浅谈GPS在林业工作中的应用

浅谈GPS在林业工作中的应用

GPS技术在森林资源资源调查中应用是以提高GPS定位精度为研究重点,解决森林资源监测体系中因总体样本单元空间定位有误而产生有偏估计的问题;GPS定位精度的提高,使先进的遥感(RS)技术与现有的资源监测体系通过数学手段联系起来这一构想成为可能,从而提高了监测总体的估计精度。其意义在于将GPS这一先进定位仪器引入到森林资源调查工作中,提高定位精度,使监测对象准确无误,使森林资源调查中的导航、定位工作具有时代的先进性;通过数学双重比估计手段将森林资源连续清查工作与现代遥感技术(RS)相结合,使各地类面积估计精度达到专题要求的精度,使传统的监测体系得到充实和发展。使森林资源连续清查信息管理更加可视化、动态化,结束长期以来森林资源连续清查工作只有数据没有专题图的历史。

1、GPS的参数中央经线的确定

在应用GPS测量之前应先知道本地区中央经线(将当地经度的整数部分除除以6,再取商的整数部分加1,再将所得结果乘以6后减3,就可以得到当地的中央经线值),投影比例(该数值为1),东西偏差(该数值为500000),南北偏差(该数值为0)。

只有输入了正确参数,测得的资料才能准确,GPS在导航和定位时才能精确,其它设置,可根据实际工作需要,自行确定。以森林资源连续清查体系为理论框架,对GPS技术运用于森林资源连续清查工作进行的研究。GPS的应用旨在通过计算确定GPS的校正参数,提高定位精度,确定连续清查监测样地空间位置,解决判读样地与固定样地的一致性,提高监测的工作效率。

2、测量面积

在实际应用当中,经过多次对比实验,用GPS和罗盘对多种面积地块分别测量、对比,在面积越大,两者差距越小,面积越小,两者差距越大。综合对比,面积在1公顷以下的地块,用罗盘或测绳求积精度较高。对不规则地块测量面积,用GPS的航迹测量方法比较得当。对规则地块,适宜用航线测量(GPS测出的是由这几个点为顶点所围成的一个多边形的面积,每个航线一超过50个航点)。航迹方法使用起来较方便,而且求得面积较快。对很规则地块,往往不易直接到达的转点测量面积时,用航线方法测量较方便,往往达到事半功倍的效果。很多情况下,林业工程应用中两种方法结合使用,可充分发挥GPS的功效。

3、测距

在测量防护林的林带长度时,我们可以运用GPS的导航功能测量林带长度,首先在林带的一端定点,如果林带是一直线,我们在林带的另一端对第一点导航,则可以测出距离。若是事先测完的GPS数据,只要数据不丢失,我们随时可以根据两点的位置,用测尺工具,量出两点间的距离,从而免除重新测量的辛苦。

4、在工程造林项目检查中的应用

以往检查时拿着造林卡片和规划图到现地核实,该方法弊端很多,被检查单位可以以次充好,不想让检查者检查所抽中的林班(或小班),陪同人员往往把检查者引导到另外的地块,或多次重复检查同一块造林地,从这个地块南侧检查一次,再从这个地块北侧检查一次,检查者不可能对每一块地域都熟悉,给一些造假者可乘之机。利用GPS就可以避免该现象的发生。检查者利用GPS的导航功能,现地定位,把输入的点坐标与现地相比较,就可以完全避免人为的主观干扰,检查出造林的真实情况。

5、防火工作中的应用

利用手持GPS进行火场定位、布兵,火场面积的测量、火灾损夫估算,精确度高,安全性强,能够实时、快速、准确地测定火险位置和范围,为防火指挥部门提供决策依据。

6、对固定样地点的监测

应用GPS的定位和导航功能,对国家一类固定样地和重点生态林资源监测点进行监测,在实际工作中,导航准确,误差小,取得良好的效果,工作效率较以前有了很大提高。黑龙江省森林资源连续清查体系于1976年建立,截止2005年共计进行了七次连续清查(六次复查),为及时掌握我省的森林资源消长变化和林业发展决策提供了科学的依据,为全国森林资源监测提供了详实数据。在多年的森林资源监测工作中遥感技术得到广泛的研究及应用,积累了丰富的经验。但是遥感技术与传统监测体系相结合,遥感图像与固定监测样地的空间配准等问题,有待进一步研究。全球卫星定位系统简称GPS技术的全面应用研究对解决上述问题提供了基础。

7、测量资料的打印输出

GPS外业测量结束后,可以真接通过数据线或内存卡,与电脑连接,利用电脑软件mapsource进行后期编辑和管理。比如:编辑航线、打上造林地块姓名、加上标志性图标、测量任意一段航线的距离等等。通过测量得到的转点,可以配合其它电脑软件,如:方正智绘,山海易绘,CAD等,对地块图形进行编辑,以用于作业设计,存档。在与电脑相连接时,应注意,GPS的参数应与电脑软件mspaource中的参数一致,这样在电脑输出的才是正确的测量资料。

第五篇:GPS在林业有害生物防治中的应用

GPS在林业有害生物防治中的应用

摘要 介绍了GPS系统的组成、功能及其特点,结合GPS的特点介绍了GPS在林业有害生物防治中的应用,包括定点、测面积和快速测定海拔高度。

关键词 GPS;特点;林业有害生物防治;应用

中图分类号 S771.8 文献标识码B文章编号1007-5739(2008)16-0167-01

GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,赢得广大用户的信赖。随着林业生产科技水平的不断提高,GPS等高科技产品和技术在林业生产中的应用越来越广泛。

1GPS系统的特点

GPS具有全球、全天候工作,定位精度高,工作效率高,操作简便,功能多等特点,其应用领域不断扩大。

1.1GPS系统的组成

GPS由3个独立的部分组成:一是空间部分。由21颗工作卫星,3颗备用卫星组成,这种配置可实现24h全球覆盖,可以保证地球上任何地点的用户在任何时候至少能看到4颗卫星。二是地面支撑系统。由1个主控站,3个注入站,5个监测站组成。三是用户设备部分。接收GPS卫星发射信号,以获得必要的导航和定位信息及观测测量,经数据处理,完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。

1.2GPS定位原理

GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,采用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置。由卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息,用户接收到这些信息后,经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。

2GPS在林业有害生物防治工作中的实际应用

2.1定点

使用GPS的定点功能对林业有害生物发生的地块进行定位,一般1块发生地块至少要4个控制点。在林业有害生物预测预报工作上,GPS快速、准确地定位功能更能为测报工作提供便利和可靠的保证,只要输入样地、样株的纵横坐标,按导航方向可直接到达样地中心或直接找到需要观测的树木,为及时、准确开展林业有害生物预测预报工作提供极大便利。

2.2测量面积

测量面积经过多次对比试验,用GPS和罗盘对多种面积地块分别测量,对比面积越大两者差距越小,对比面积越小两者的差距越大。

综合对比,面积在1hm2以上的地块,测量适宜用GPS测量,面积在1hm2以下的地块应用罗盘仪或测绳求积。对不规则地块测量面积,应用GPS航迹测量方法。对规则地块,适宜用航线测量(GPS测出的是由这几个点为顶点所围成的1个多边形的面积,每个航线不超过50个航点)。测量面积时,2种方法结合使用,可充分发挥GPS的功效。在测量距离(林业有害生物发生地块中:长方形或正方形地块的边长,林带长度)时,可用GPS的导航功能,测量边长或林带长度,首先在边长或林带一端定点,在另一端对另一点导航,则可以测出距离。

2.3快速测定海拔高度

确定海拔高度在林业有害生物发生、测报和防治工作中是首要工作,非常重要。因为林业有害生物的发生、分布及危害都与海拔高度有着直接的关系,尤其是在青藏高原地区,森林垂直分布与海拔高度密切相关,而且林业有害生物发生、危害和分布与海拔高度更是密切相关。只要打开GPS,且GPS接受到6颗以上卫星信号,就能很方便地在GPS上读到所需海拔高度。

此外,在对林业有害生物防治小班进行验收时,使用GPS可快速、准确地定位所要检查的小班位置是否正确、面积是否准确、是否合格等。我县近年来年均发生林业有害生物3.47万公顷,年均防治1.20万公顷以上。由于防治地块分散,而且有相当部分是四旁林木,采用地形图引线定位和直接搜寻样地的方法,费工费时而且精度较低。GPS技术的快速动态定位特性,为防治效果检查工作提供了有力的技术支持。差分定位是目前GPS最为广泛使用的方法,其基本思路是:借助1个已知精确位置的参考点(一般为国家级测量控制点)和1个数据通信链(无线电),使用GPS接收机和电台达到运动载体实时精确动态定位的目的。差分方法有伪距差分、坐标差分、相位差分3种。利用差分GPS导航功能,只要输入固定样地的纵横坐标,按导航方向可直接到达样地中心。通过我县这几年在林业有害生物防治工程中使用GPS技术发现,工作效率比以前提高,且精度高。

3结论

通过GPS在林业有害生物防治工作中应用,我们感到GPS不但使用方便,而且测绘准确性高,大大提高了工作效率,在林业有害生物防治工作中发挥着越来越重要的作用。

4参考文献

[1] 葛熙升,邓振海,邵海燕.GPS手持机在森林资源调查应用中的探讨[J].中国林副特产,2005(2):58-59.[2] 罗怀斌,杨传金,方舫恩,等.GPS手持机定位导航、测距、求积试验研究[J].中南林业调查规划,2001(3):19-21.

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