1、手持式 GPS 在林业生产中的应用陶明有（广西黄冕林场，广西鹿寨，545619）摘要：本文以合众思壮公司生产的手持式 GPS 在广西黄冕林场林业生产中的应用为例，介绍了在该场森林资源调查、伐区调查设计、林区公路测量与设计、营造林管理等林业生产、管理的应用情况，同时根据使用经验，提出了使用手持式 GPS 前的准备和使用时的注意事项，为今后使用类似的 GPS 提供了借鉴。关键词：GPS；手持式；林业近几年来，随着对GPS在林业方面应用研究的深入，现已成为现代林业测绘技术体系不可缺少的工具之一 1 ，特别是手持式GPS由于其廉价、便携、易操作的特点，更适合在林业生产中使用 2，并且其使用也日趋普及。
2、现以合众思壮公司生产的手持式GPS 在广西黄冕林场林业生产中应用为例，介绍其在林业生产中的具体应用情况。1 在林业生产上的应用情况1.1 森林资源调查 面积测量在以往的二类调查过程中，面积的测量主要是采用万分之一地形图勾绘各种地类界线，然后用数方格的方法求算面积，如果地形比较复杂，勾绘时容易产生较大的误差。如果采用 GIS 信息系统来管理森林资源，利用地形图勾绘并结合 GPS 测量，可以对一些勾绘难度较大的区域采用 GPS 来进行边界测绘，那么可大大减少测量误差。测量方法是根据地类边界走向，沿边界周边走一圈即可，也可以根据需要单独测量其中某小班的一条边界。测量回来后，把其测量的航迹（边界）导入
3、 GIS 地图中，即得到需要的边界线。黄冕林场自从购置了手持式 GPS 后，在每次森林资源调查中均使用了该仪器进行面积测量，提高了测量精度和工作效率。 森林资源连续清查样点复位所谓样点复位是指本次调查的标准地必须是上次调查的同一个标准地。过去样点复位是靠地形图和罗盘仪进行定位，同时还要凭借野外林区经验，这项工作一直是森林资源连续清查中的一个难点。利用手持 GPS 进行森林资源连续清查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%。黄冕林场在 2003 年进行的森林资源调查的一类清查中及 2004 年的广西区森林资源连清调查中，利用合众思壮公司的手持式 G
4、PS72 对原有的森林资源连续清查样点进行复位，对场内连续清查点 895 个和区（省）级连续清查点 3 个进行导航定位复查，取得了较好的效果。1.2 伐区调查设计伐区设计精度与伐区面积有密切关系。过去一般采用勾绘地形图的方法计算伐区面积，但受地形、人员熟练程度影响很大，精度难以保证。黄冕林场在采用了 GPS 测量技术后，结合 GIS 地理信息系统，确定采伐小班线位置，解决了勾绘精度的问题，几年来共对 2823hm2 的伐区进行调查设计，伐区面积的精度均在 95%以上，解决了历年来困扰林场的伐区设计面积误差问题。1.3 林区公路测量与设计近年来，黄冕林场综合考虑木材集材方便和造林实际的需要来设置
5、临时便道，而不修建标准林区公路。在设计、修建便道时，手持式 GPS 的使用方法是：在伐区便道施工前，用手持式 GPS 沿大致的方向走一趟，然后在地形图上标注便道的计划修建线路以及线路的始终点，也可根据这些标注修改道路方向，以实现便道的合理修建。便道（或林区公路）的测量，沿便道（公路）走，把经过的航迹导入 GIS 地图，可测量出公路的形态和长度。黄冕林场使用 GPS对伐区公路共进行了 739km 的测量，设计验收新修公路 467km。1.4 营造林管理上的运用面积核查是检查验收造林情况的主要内容之一。目前，林场已使用手持式GPS 核查造林面积，方法是用 GPS 沿造林边界走一闭合圈，把造林的边界
6、测绘到 GIS 地形图上，用 GIS 计算造林面积，从而提高了以往验收勾绘面积精度低的问题，也为森林资源的更新管理提供准确的数据。从 2004 年开始，共采用GPS 验收对外造林面积 11056 hm2、场内造林面积 4491 hm2，提高核实精度，降低造林投入。1.5 病虫害监测利用 GPS 的定位功能记录病虫害调查点或样地坐标，并把数据标注到 GIS地图上，为分析病虫害的分布提供了直观的依据，已完成此类的调查工作有：“黄冕林场森林病虫害监测点分布”测定；“黄冕林场马尾松毛虫重点监测踏查路线”测定。1.6 森林防火GPS 的导航、定位为森林消防、灭火导航，可记录火灾发生地点、发生面积，为森林
7、防火提供直接数据。黄冕林场在多次组织灭火过程中，运用 GPS 把火灾地理坐标点汇报给指挥部，让灭火指挥部准确知道发生火灾的具体位置，并通过 GIS 系统了解周围情况，提高灭了火效率。1.7 在处理林业纠纷上的应用在林地使用权证上，一般的山林界线是用某条山沟、某块田等作为识别界线的标记，但在实际的认证过程中，由于林权证使用时间比较长，经过几代人后，人们对地名、地点会存在不同的认识，所以争议也就较多。而 GPS 的使用则可以解决这个问题，因为 GPS 的经纬度是不会改变的，所以利用 GPS 来定位确定边界，并把些边界导入 GIS 中与万分之一地形图套绘打印出来，作为林地使用权证的依据，以避免边界不
8、清的争议。2 GPS 使用前的准备2.1 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以 6，再取商的整数部分加上 l，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)。只有转入了正确参数，测量得到的数据才准确中央经线计算公式： 度 所 在 地 的 任 意 经 线 求 得 的 当 地 中 央 经经经L3-6)1(int 2.2 转换参数的确定。如果测量数据要与当地地形图(如北京 54 坐标)匹配，要确定当地坐标的转换参数，这样才能保证测量得到的航迹(
9、线路)与我们使用的地形图匹配，使其显示的坐标值与我们实际的北京 54 坐标的地形图坐标一致。坐标参数的确定可以利用本地的地形图，通过实际已经知道的坐标进行定点测量，利用相应的软件计算来确定转换参数，也可以通过省测绘部门得到。2.3、测量精度的验证。GPS 在使用前要到野外进行定点测量，把测量结果对比实际地形图，分析其误差指标，只有误差在 10m 以内的精度才可使用，否则分析其原因，提高精度。3 应用时要注意的事项3.1 测量时以大面积的测量比较好由于 GPS 本身的误差原因，在面积测量中对于小面积，或距离相距太近时测量结果相对误差会较大，一般来说测量面积最好大于 0.67hm2 以上比较理想。
10、3.2 注意一些影响测量的因素在测量时还有一些人为的、自然的因素会导致测量结果误差，比如天气、地形、林分、操作行为等。晴天、开阔的地形、林分外等对于 GPS 接收信号有利，反之则对测量结果有不良的影响。另外，测量人员在测量过程中的一些不规范操作对测量精度也有影响，比如在路线测量时没有等待卫星信号完成定位就开始测量，把 GPS 接收机放在上衣口袋或测量时打雨伞等。总之，如果存在影响 GPS 信号接收的因素，均会降低测量的精度。3.3 线路测量时数据记录方式的设置如果测量的目的是记录所走过的边界，由于野外山地行走速度比较慢，在设置航迹的记录方式时，GPS 设置“记录方式”为“时间”比“自动”和“距
11、离”都要好(这里是以 GPS72 或 76 型号为例)，由于该机型的航迹记录内存有限，设置“记录间隔”以 3 秒至 5 秒为宜。3.4 测量时间和速度的掌握定点测量选择记录点后取平均值测量，要尽量保证足够的取样时间（至少1 分钟以上） ；线路测量时先确保 GPS 卫星定位已经完成并信号稳定，行走时要注意尽量匀速前进，以便于记录点的均匀，保证测量精度。3.5 数据要及时下载保存测量后要及时下载数据并通过转换导入林场的 GIS 管理系统中，以免测量数据丢失。参考资料：1 冯仲科. 现代林业测绘技术系统研究J . 北京测绘,1999 , (2) :28 - 30.2 冯仲科,邓融 . 基于手持式GPS 接受机的林区坐标差分研究 J . 森林工程,2002 (2) :13 - 14.
