手持GPS与森林罗盘仪在林业生产上的应用探讨

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摘要 阐述了全球定位系统（GPS）和罗盘仪的测量特点，对手持gps和森林罗盘仪在林业生产上的应用进行分析对比，并总结了GPS在使用过程中的注意事项，以期促进当地林业生产发展。

关键词 GPS；森林罗盘仪；精度分析；林业生产管理；数据采集

中图分类号 P228.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）04-0156-01

在对森林进行测量的过程中，常用的方法有很多种，但最常用的是GPS和森林罗盘仪测量法。在不同区域的林业生产测量时，GPS和罗盘仪的使用具有不同的优缺点，需要根据不同情况采取科学合理的测量技术，以提高测量效率和测量精度[1-2]。

1 全球定位系统（GPS）和罗盘仪的测量特点

GPS定位测量是通过地面接收设备接收卫星传送的信息来确定地面点的三维坐标。在林业生产中能够有效的进行定位、导向、测速和面积求算等，具有高精度、高效率等优势。在对林业重点工程进行测绘的过程中使用GPS能够提高工作效率，并且能够获得较准确的测量数据。定位精度高，在50 km以内可达6～10 m，100～500 km可达7～10 m。1 000 km可达9～10 m。其定位功能非常强大，可以随时提示人类所在位置及行进的速度和方向。将其应用在测绘面积的过程中，使用方法也很简便，即沿着测量的地块走一圈，即能够求得面积，在使用过程中其不受天气变化的影响。

实际生产中使用GPS定位的方法具有一定的局限性。由于大部分林区受地理位置、经济发展状况、行业发展等情况的制约，只能够使用手持型GPS来实现定位和导航功能，测量的精度得不到保障。因此，多选择空间视野较好的地点对个别站点进行精确定位，然后对全程站点再进行精确的定位，最后使用Excel软件对测量数据进行处理，可以更加直观、准确、快捷地获得测量结果。进而应用Mapinfo Professional结合电子地形图制作相应的电子地图图形，从而为实现森林经营的微机化管理和地理信息化管理奠定良好的基础。

森林罗盘仪是用来测定直线磁方位角的仪器，构造简单，价格低廉，使用方便，广泛应用于精度要求不高的勘测工作中。林业调查工作中常涉及果园规划、四荒土地转让、森林采伐、林权调处、集体林分山到户、宜林地轮廓线测设和小区域平面图绘制等面积测量工作。采用罗盘仪闭合导线测量不受地面参照物、面积形状和大小的限制，是不规则林地，特别是有权属争议林地常用的面积测量方法之一。但是采用罗盘仪闭合导线测量的内业计算量太大，计算步骤多，计算失误比较多；测量工作受高压电线、变压器、地磁、母岩、地质构造、极端天气等各种因素影响造成闭合差精度低；在制图前一般无法进行测量精度的检查，只有在制图之后，才能知其误差程度，然后再进行平差，费工费时，甚至造成测量工作返工。野外工作量大，参加人员较多，受雨雪雾等极端天气影响，在地形复杂、矿场分布密集的地方，误差比较大[3]。

2 全球定位系统（GPS）和罗盘仪在林业生产上的应用

林业生产管理的主体对象是森林资源，具有明显的地理分布特点，属于空间信息范畴。因此在众多的林业生产与管理中均有大量的定点、复位（导航）、面积核查、最佳路径确定、评估等野外作业工作。通过对不同的使用工作环境和测量精度进行对比分析，发现GPS和罗盘仪的使用有以下差异。

2.1 根据面积选择不同的测量方法

选择不同类型的地块，分别用GPS和罗盘仪对其面积进行测量，结果表明，测量面积越小，2种方法的测量结果越接近；测量面积越大，2种方法的测量结果差别越大。一般而言，对面积大于1 hm2的地块，选择用GPS进行测量，测量结果更准确。对面积小于1 hm2的地块，用罗盘仪或测绳求积。对不规则形状的地块进行面积测量，应该使用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一个多边形的面积，每个航线不超过50个航点）[4-5]。

2.2 测定2点之间的距离使用GPS定位导航仪

在林区调查定位、距离测量方面，GPS定位导航仪都能计算地球表面上任意2点间的距离，解决了野外样线调查时样线长度的测定，GPS监测样地初设与复位不需引点引线，只需输入坐标即可准确地复位。因此，能够更加方便快捷地测算出2点之间的距离。

罗盘仪导线测量或测绳钢尺拉线测量等方法测量2点间的距离，在测量较远距离时费工费时、工作强度大、误差高、准确度低，还要进行相关角度换算，需要配合地形图进行定位测量，它不能自动生成定位信息，需要手工绘图，工作效率比较低。

3 使用GPS和罗盘仪应注意的事项

3.1 GPS在使用前应做必要的检测

正常开机后自动设置为出厂值，输入当地参数，做必要的参数调整，如果平均误差超过10 m，则此机不宜使用。读取数据时应该在数据稳定后进行，因为GPS接收的是卫星信号，在行进过程中信号会随时变化，因此到达终点后应待数据稳定后再读数，以提高数据的准确性。罗盘仪测量时要尽量减少人为误差，做到每一站都要将仪器先对中、整平，然后读数，读数完毕旋紧磁针制动螺旋，将磁针顶起以防止磁针磨损。避免逆光、超限度估读测量视距（L≤100 m），避免倾斜花杆。

3.2 避免在障碍物和高压电线及变电器的附近使用

GPS接受的是卫星传送的信号，信号的传送受障碍物的影响比较大，如果有障碍物测量误差会在10 m以上，有时甚至会达到20 m。为了获取准确的测量结果，应该尽量避免测量结果读取位置有障碍物。尤其在测量较短的距离时，更要避免障碍物造成的影响。如果实际测量过程中，一定要在有障碍物的地方读数，应该尽量将测量仪放在空旷的地方。高压电产生的磁场对GPS的信号有干扰，必须在有电磁干扰的地方定点时应采取差位定点即把定点位置平移几米，以避免电磁干扰，并在草图中注明，在正式绘图时复位。罗盘仪测量时需远离高压电产生的磁场，避免在金属矿区测量，避免在雷雨天气测量[6-7]。

4 结语

通过手持式GPS和罗盘仪在林业生产上的应用比较，手持式GPS由于其廉价、便携、易操作、适合在陌生环境开展林业调查等特点，更适合在今后林业生产中推广使用。而罗盘仪在今后的林业测量中满足不了工作需要，适用范围越来越受现代化林业的制约，将在林业测量工作中退居辅助地位。手持式GPS在大量的林业生产测量工作中则更具有精度高、测量方便快捷、功能齐全等特点，尤其是在导向、测距、面积测量方面为林业生产提供了更加方便实用的功能，更大地节省了人力物力、节省了人员开支、提高了工作效率，是森林资源管理、野生动植物资源调查、森林资源连续清查样点复位、林区公路测量与设计、营造林管理上的运用、森林病虫害监测、森林防火、林业纠纷林权调处、封飞退耕造林核查、林地征占、一二三类调查、林地土地保护利用规划、资源勘探等领域必不可少的好助手。

5 参考文献

[1] 谭伟，张贤，王志杰.森林面积测量精度对比分析[J].山地农业生 物学报，2007（26）：29-32.

[2] 郭保生，张敬东，王林中，等.林地小班面积测量方法探讨[J].中国农学通报，2007（5）：162-165.

[3] 赵学荣，付文华，杨李军.罗盘仪测量在退耕还林项目中的应用[J].西南林学院学报，2003（4）：35-37.

[4] 刘裕，张红叶，于春伟.GPS在林业生产面积测绘中的应用[J].现代农业科技，2010（24）：207，210.

[5] 石元宁，郝玉兰.GPS在林业面积测绘中的应用[J].青海农林科技，2005（2）：68-69.

[6] 朱洪俊.GPS在林业面积测绘中的应用及注意事项[J].养殖技术顾问，2011（6）：256.

[7] 吴为群.GPS在林业公益林生态效益补偿项目的应用案例[J].中国林业，2006（7）：43.