章煜

（云南省昆明市林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院 云南昆明 650051）

RTK測量技術(shù)在林業(yè)三類調(diào)查中的應(yīng)用

章煜

（云南省昆明市林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院 云南昆明 650051）

近年來，隨著GPS技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是RTK測量技術(shù)的出現(xiàn)，為測量技術(shù)史上迎來了一次新的革命。伴隨著對RTK測量技術(shù)在各個領(lǐng)域的廣泛使用，該技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作中也開始探索和應(yīng)用。本文主要介紹了RTK測量技術(shù)的工作原理與具體步驟以及在林業(yè)調(diào)查工作中應(yīng)用的優(yōu)點和受到的限制，為以后的深入研究提供有效的參考依據(jù)。

RTK；林業(yè)；三類調(diào)查；應(yīng)用

隨著國家社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展以及林業(yè)科學(xué)技術(shù)的進步，林業(yè)調(diào)查工作技術(shù)要求精度越來越高，特別是在林業(yè)三類調(diào)查中的工程使用林地、非法占用林地、未批先占林地等面積不大但是精度要求很高的調(diào)查中，針對利用羅盤、皮尺等傳統(tǒng)的測繪技術(shù)有工作量大，受地形限制且工作效率低等弊端，在一定程度上不能滿足現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展與林業(yè)調(diào)查的需求。本次調(diào)查采用了RTK技術(shù)解決在工程使用林地時發(fā)生的未批先占的地塊面積調(diào)查求算問題，大幅度地提高了林業(yè)調(diào)查的面積求算精度和工作效率，并通過RTK的實例測量過程總結(jié)了RTK技術(shù)在林業(yè)調(diào)查工作中的應(yīng)用中的優(yōu)勢、缺點及在林業(yè)調(diào)查工作中應(yīng)用的前景。

1 RTK概述

RTK測量技術(shù)主要是由三部分構(gòu)成：①數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備；②GPS數(shù)據(jù)接收設(shè)備；③軟件系統(tǒng)。其工作原理主要是利用接收器設(shè)備進行數(shù)據(jù)輸送與接收，一般情況下，為了確?？梢越邮盏胶軓姷男盘?，需要使用到兩臺以上的接收器設(shè)備，將其中一臺接收器設(shè)備作為基準(zhǔn)站，再將其他接收器作為信號增強器。在實際操作中，接收器能夠準(zhǔn)確低跟蹤、實時觀測到衛(wèi)星位置，從而借助傳輸工具將觀測到的信息傳送給接收機，移動接收設(shè)備可實時處理基準(zhǔn)站所觀測的信息數(shù)據(jù)，以此完成了三維坐標(biāo)定位。移動接收設(shè)備應(yīng)用范圍較廣，不僅能夠?qū)o態(tài)環(huán)境進行測量，而且還能在動態(tài)環(huán)境中搜索三維坐標(biāo)。移動接收器設(shè)備可跟蹤五顆衛(wèi)星位置，然后利用衛(wèi)星位置能夠繪制幾何圖形[1]。

2 RTK在林業(yè)三類調(diào)查中的實例

2.1 基本情況

本次RTK實例應(yīng)用選取了昆明市安寧市的一個礦區(qū)的工程使用林地項目，屬于林業(yè)調(diào)查工作中的三類調(diào)查，由于該工程在未被審批以前已經(jīng)動工了一部分工程，且已經(jīng)非法使用了一部分林地，因此在調(diào)查未批先占的林地面積時需要高精度調(diào)查面積和蓄積量，本次現(xiàn)地使用的設(shè)備為中海達公司生產(chǎn)的中海達GPSV30型號，根據(jù)工程建設(shè)方提供的1：2000的電子地形圖對該區(qū)域的非法占用林地面積、蓄積進行調(diào)查，在此只敘述RTK測量面積的部分。

2.2 RTK測量步驟

（1）設(shè)置基準(zhǔn)站，主要選擇寬闊的視野與周邊環(huán)境，地勢高，周圍沒有任何干擾的區(qū)域來架設(shè)基準(zhǔn)站，本次架設(shè)的基準(zhǔn)站位于調(diào)查地塊東側(cè)的一獨立山頂上，具體操作步驟為：①GPS接收機信息選擇儀器編號進行連接，如果編號不在列表中點擊搜索，搜索到點擊停止，等待數(shù)據(jù)板信息出現(xiàn)后即認為連接成功。②基準(zhǔn)站設(shè)置，等待衛(wèi)星鎖定后，輸入天線高（就是儀器的斜高），點擊平滑進行10次平滑采集，對勾數(shù)據(jù)鏈并調(diào)整（內(nèi)置電臺，頻道，高功率），然后選擇其他下面的差分模式和差分電文并點擊確定，等待彈出設(shè)置成功后，觀察基站差分燈是否一秒閃爍一次，閃爍穩(wěn)定以后斷開GPS。

（2）設(shè)置移動臺，同樣方法使用手簿連接移動臺（UHF移動臺）。具體操作步驟為：設(shè)置移動站數(shù)據(jù)鏈（內(nèi)置電臺，頻道和基準(zhǔn)站一樣），選擇其他下面的差分電文格式（CMR）并確定。接下來設(shè)置天線，彈出的界面中輸入天線斜高（從對中點量至主機中縫隙處）點擊應(yīng)用。進入測量并得到固定解。

（3）求解轉(zhuǎn)換參數(shù)：①到達欲參與求解參數(shù)的點位后，將對中桿放置水平，點擊測量，進入測量界面。點擊平滑采集按鈕采集坐標(biāo)，回車保存。同樣采集其他欲求數(shù)的實地坐標(biāo)。②將控制點坐標(biāo)添加進控制點庫。在測量界面，點擊控制點庫并輸入點名和x、y、h并保存。同理添加其他控制點坐標(biāo)。③參數(shù)坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置，在參數(shù)計算中添加源點右邊的記錄點庫中選擇控制點1然后在目標(biāo)右邊的控制點庫中選擇控制點1對應(yīng)的點（最好自定義的時候保存為同一個名字）并保存。同樣的方法將其他參與參數(shù)解算的坐標(biāo)點對添加進來。至少應(yīng)該有2個坐標(biāo)點。④點擊解算。觀察比例縮放因子K是否接近于1（即和1的差值要在±0.0001以內(nèi)），然后點擊運用，在核對參數(shù)無誤后點擊對勾，保存坐標(biāo)系統(tǒng)，并且更新坐標(biāo)點庫。本次通過3個放樣點的坐標(biāo)采集，比例縮放因子達到了0.9999。

（4）點放樣，首先，建立一個新的項目，并建立坐標(biāo)系統(tǒng)。在RTK測量中進行點放樣，同時對每個點的名稱進行記錄，從差分?jǐn)?shù)據(jù)信號中的浮動轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭〞r，就可以明確該點的坐標(biāo)信息。本次的調(diào)查對象為一個塊狀立地塊，采用繞測放樣的辦法，分別繞測地塊得到共101個放樣點作為外業(yè)調(diào)查資料。通過RTK的移動站得到放樣點的坐標(biāo)見表1。

表1

2.3 內(nèi)業(yè)處理

在完成采集坐標(biāo)點數(shù)據(jù)后，將其導(dǎo)入計算機中，進行內(nèi)業(yè)處理，隨后利用Arcgis10.0軟件將導(dǎo)入的數(shù)據(jù)成圖在1：2000的電子地形圖上求算面積并自動疊加，在通過林分的因子和求算的面積計算出林地和林木數(shù)據(jù)，最終形成本次調(diào)查未批先占使用林地調(diào)查的資源現(xiàn)狀圖，如圖1。

圖1

3 RTK在林業(yè)三類調(diào)查中的優(yōu)勢和局限性

3.1 RTK在林業(yè)三類調(diào)查中的優(yōu)勢

①調(diào)查精度高，采集的點精度可以達到厘米級；②雖然架設(shè)基站需要花去一部分時間，但是在外業(yè)的調(diào)查過程中非常方便快捷，這比起傳統(tǒng)的羅盤調(diào)查方法大大提高了工作效率；③內(nèi)業(yè)工作量大幅減少，傳統(tǒng)的羅盤測量內(nèi)業(yè)成圖必須由人工輸入調(diào)查數(shù)據(jù)，而借助RTK的自帶軟件，可以一次性把所有的調(diào)查信息輸入給電腦自動成圖；④對于地形起伏且通視不好的地方，RTK的測量能仍不受限且不會降低工作效率。

3.2 RTK在林業(yè)三類調(diào)查中的局限

①林業(yè)三類以下的調(diào)查不宜使用RTK技術(shù)，由于林業(yè)工作中常常出現(xiàn)需要調(diào)查對象為面積很大的區(qū)域但精度要求不需要到厘米級的調(diào)查任務(wù)，多為三類及以上的規(guī)劃、評估、清查等的林業(yè)調(diào)查，RTK技術(shù)的應(yīng)用就會受限，在精度要求不高的工作中，就會顯得RTK技術(shù)測量的工作量巨大；②在RTK技術(shù)使用中，調(diào)查精度會受空氣環(huán)境及時間的影響。一般情況下，一天在早上11點以前與下午14點之后使用RTK技術(shù)測量的效果最好；③受初始化時間影響。在高山、森林密布地區(qū)進行操作時，衛(wèi)星信號出現(xiàn)被遮擋情況使信號失鎖，此時，RTK測量就會需要重復(fù)進行初始化，初始化得到時間過長也會對測繪效率以及測量精度造成影響。

4 結(jié)束語

目前，伴隨著RTK的測量技術(shù)在大量的工程建設(shè)項目中的使用，其技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，這項技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，但在林業(yè)調(diào)查中應(yīng)用卻很有限，主要原因是林業(yè)調(diào)查精度的要求和調(diào)查對象單位面積很大，同時，林業(yè)調(diào)查基本都是在山區(qū)、林區(qū)，調(diào)查對象大多為有林木覆蓋的地區(qū)。但隨著現(xiàn)代林業(yè)調(diào)查的發(fā)展，特別是在一些三類調(diào)查比如非法占用、未批先占等有一定精度要求且面積不是很大的地塊調(diào)查中，同樣存在RTK的使用空間，通過本次在林業(yè)調(diào)查中的實際應(yīng)用可以看出，RTK測量技術(shù)在三類調(diào)查中還有很大的應(yīng)用空間，從事林業(yè)調(diào)查的技術(shù)人員需要對一些影響測繪效率的因素進行分析，盡量采取多設(shè)置測控點的方式來提高衛(wèi)星定位的精準(zhǔn)性，并對每個測控點進行反復(fù)測量，盡可能降低這些因素對測繪的干擾，從而保證測量出來的數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性、可靠性。從以上來看RTK技術(shù)在面積精度要求較高的林業(yè)三類調(diào)查中具有廣闊的發(fā)展前景。

[1]GPS RTK在工程測量中的應(yīng)用研究.

[2]淺談RTK在城市測量中的應(yīng)用.

[3]董云富，姚偉峰，朱相雄.淺析GIS在林業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用與前景[J].安徽農(nóng)學(xué)通報（上半月刊），2011，21：173～174.

[4]黎曦.基于CORS技術(shù)的林區(qū)公路測量及實例分析.

S758

A

1004-7344（2016）07-0215-02

2016-2-20

章 煜（1979-），云南會澤人，2002年畢業(yè)于南京林業(yè)大學(xué)，林業(yè)經(jīng)濟管理專業(yè)，從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作。