楊獻(xiàn)忠

（湖南省永州市寧遠(yuǎn)縣林業(yè)局 湖南寧遠(yuǎn) 425600）

GPS技術(shù)在森林資源調(diào)查工作中的應(yīng)用研究

楊獻(xiàn)忠

（湖南省永州市寧遠(yuǎn)縣林業(yè)局 湖南寧遠(yuǎn) 425600）

在21世紀(jì)，現(xiàn)代科技、技術(shù)及理念的出現(xiàn)和發(fā)展極大豐富了人們的生活與面貌，在這樣的背景下，GPS的出現(xiàn)對(duì)保護(hù)森林資源、合理規(guī)劃森林資源建設(shè)提供了更加便捷的條件，對(duì)森林資源的調(diào)查和規(guī)劃提供了更加有力的幫助。本文主要從森林病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)、野生動(dòng)植物資源調(diào)查、林業(yè)制圖等方面闡述了GPS技術(shù)在森林資源調(diào)查工作中的應(yīng)用，以進(jìn)一步提高森林資源調(diào)查水平。

森林資源；GPS；調(diào)查規(guī)劃

1 引言

林業(yè)作為直接關(guān)系到我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其迫切需要實(shí)時(shí)掌握森林資源動(dòng)態(tài)，但由于森林資源結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性，給及時(shí)了解森林資源的狀況帶來(lái)一定困難。GPS技術(shù)因其具備能夠高效、快速獲取和分析空間信息的能力，在森林資源動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)獲取中發(fā)揮著巨大的作用，包括提高調(diào)查效率、保證調(diào)查精度，同時(shí)還能通過(guò)構(gòu)建專(zhuān)業(yè)模型來(lái)達(dá)到掌握和管理森林資源的目的，具有廣闊的應(yīng)用前景。

2 GPS技術(shù)簡(jiǎn)介

GPS即全球定位系統(tǒng)，具有海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。在大量實(shí)踐中總結(jié)得出，GPS具有高精度、自動(dòng)化、高效益等特點(diǎn)，利用其來(lái)掌握森林資源可不受時(shí)間、地域的影響，并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)可獲取地形圖、森林資源分布圖等專(zhuān)業(yè)圖件，在林業(yè)科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際中發(fā)揮著重要作用。

GPS主要由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機(jī)三大部分組成。其中接收機(jī)的作用體現(xiàn)在用于接收實(shí)時(shí)的時(shí)間信息、對(duì)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)衛(wèi)生所處的概略位置進(jìn)行預(yù)報(bào)、對(duì)衛(wèi)星坐標(biāo)進(jìn)行定位等。GPS接收機(jī)對(duì)碼的測(cè)量即可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，由于含有接收機(jī)衛(wèi)星鐘的誤差及大氣傳播誤差，即成為偽距，對(duì)C/A碼、P碼測(cè)得的偽距精度分別在20m、2m左右。GPS基本的定位原理是：用戶在接收到衛(wèi)星發(fā)送的星歷參數(shù)和時(shí)間信息后，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)求出接收機(jī)的三維位置、方向、運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息（圖1）。

3 森林資源調(diào)查基本概況

圖1 GPS定位的基本原理

森林資源調(diào)查工作落實(shí)的效果與樹(shù)木生長(zhǎng)環(huán)境、樹(shù)木資源情況、人能為因素等相關(guān)，一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科研實(shí)力以及國(guó)民的環(huán)保意識(shí)對(duì)森林資源調(diào)查工作的發(fā)展均會(huì)產(chǎn)生較大的影響。目前，我國(guó)傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查技術(shù)簡(jiǎn)單易懂、無(wú)需借助外力，成效率極低，為了更全面的調(diào)查和了解森林資源面積及儲(chǔ)蓄現(xiàn)狀，保證造林更新能獲得穩(wěn)定、安全的收獲，加快當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)建設(shè)，需加強(qiáng)對(duì)森林資源調(diào)查技術(shù)的發(fā)展和研究。

4 GPS在森林資源調(diào)查工作中的應(yīng)用

4.1 在森林資源調(diào)查和資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查方法具有工作效率低、實(shí)時(shí)性差、投入成本高等劣勢(shì)，而將GPS技術(shù)應(yīng)用到森林資源規(guī)劃調(diào)查和森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中，可有效提高調(diào)查工作效率和質(zhì)量。1973年，我國(guó)開(kāi)展了第一次全國(guó)范圍內(nèi)的森林資源調(diào)查工作，即在該次調(diào)查工作中，使用陸地衛(wèi)星MMS圖像和航空像片與地面實(shí)測(cè)相結(jié)合的抽樣方法進(jìn)行森林資源調(diào)查。通過(guò)衛(wèi)生數(shù)據(jù)建立矢量圖形和遙感影像庫(kù)，再對(duì)遙感圖像中所涉及的信息進(jìn)行提取，建立數(shù)字高程模型，最后再進(jìn)行圖形、圖像的疊加分析和成果表達(dá)，并構(gòu)建相應(yīng)的森林資源管理信息系統(tǒng)。在利用GPS技術(shù)對(duì)森林資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)，可根據(jù)監(jiān)測(cè)目的和應(yīng)用范圍的不同，選擇SPOT、LANDSAT或NOAA等衛(wèi)星的影像數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，并根據(jù)不同的光譜觀測(cè)段和分辨率，結(jié)合自身的定位功能和地面抽樣技術(shù)，對(duì)所調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，從而建立相應(yīng)的森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系。

4.2 在野生動(dòng)植物資源調(diào)查中的應(yīng)用

在野生動(dòng)植物的資源調(diào)查中，GPS主要用于對(duì)調(diào)查目標(biāo)的定位、尋找、追蹤及路線導(dǎo)航，通過(guò)發(fā)現(xiàn)野生動(dòng)植物生存環(huán)境的信息變化情況，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)野生動(dòng)植物的棲息地監(jiān)測(cè)。同時(shí)，GPS還可對(duì)獲取的資源調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和處理，比如根據(jù)野生動(dòng)物的數(shù)量變化、野生動(dòng)植物棲息地保護(hù)狀況等進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，建立相關(guān)的資源數(shù)據(jù)庫(kù)，以便制定針對(duì)性的管理決策。目前，GPS技術(shù)在該方面的應(yīng)用相對(duì)較少，且主要集中在對(duì)野生動(dòng)植物適宜性規(guī)劃、資源調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等方面，仍需加強(qiáng)GPS在野生動(dòng)植物資源調(diào)查中的應(yīng)用，促使其在該領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用。

4.3 在森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

當(dāng)森林出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，GPS衛(wèi)星影像可在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)，并在火災(zāi)蔓延的過(guò)程中對(duì)其動(dòng)態(tài)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)GPS定位火點(diǎn)位置，同時(shí)結(jié)合所采集的數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)火災(zāi)損失進(jìn)行評(píng)估。目前，我國(guó)基于GPS技術(shù)森林火災(zāi)已建立了自動(dòng)預(yù)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)，并在基礎(chǔ)上完善了信息管理系統(tǒng)、森林火災(zāi)損失評(píng)估系統(tǒng)等，對(duì)提高森林火災(zāi)防治水平、降低火災(zāi)損失等具有重要作用。

4.4 在林業(yè)制圖中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的林業(yè)制圖投入高、精度低，通常以地形圖為基本圖，在一些無(wú)地形圖的地區(qū)是無(wú)法開(kāi)展相關(guān)工作的。而GPS技術(shù)在林業(yè)制圖中的應(yīng)用，是林業(yè)制圖的一次偉大變革，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：①測(cè)量防護(hù)林帶面積。林帶面積=林帶長(zhǎng)度林帶長(zhǎng)，在測(cè)量工作開(kāi)展前，需將地形圖與林帶長(zhǎng)度、起點(diǎn)和終點(diǎn)的一致性進(jìn)行對(duì)比，若存在不同應(yīng)在每一個(gè)拐點(diǎn)重新定點(diǎn)，并做好相關(guān)記錄工作。在實(shí)際作業(yè)中，用GPS和有關(guān)軟件分別導(dǎo)入、導(dǎo)出GPS，利用自動(dòng)生成的圖案對(duì)防護(hù)林帶面積進(jìn)行計(jì)算。②測(cè)量成片林面積。在所需測(cè)量地塊的每個(gè)拐點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)處理，形成閉合系統(tǒng)，這種實(shí)施方式具有操作簡(jiǎn)單、時(shí)間成本低等優(yōu)點(diǎn)。

4.5 在森林病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

GPS技術(shù)通過(guò)其自身優(yōu)勢(shì)，可在森林病蟲(chóng)害生存環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、種群空間分布動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和病蟲(chóng)害發(fā)生趨勢(shì)預(yù)測(cè)等方面得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，還可利用GPS對(duì)病蟲(chóng)害進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，很大程度上提高了病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，目前將病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和GPS結(jié)合起來(lái)，是現(xiàn)階段森林病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)的一個(gè)主要發(fā)展方向。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)如今，GPS技術(shù)在我國(guó)森林資源調(diào)查中的應(yīng)用已取得一些成效，對(duì)提高森林資源的管理效率和監(jiān)測(cè)水平，實(shí)現(xiàn)林業(yè)信息化、數(shù)字化管理等產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響。同時(shí)，為了進(jìn)一步提高GPS技術(shù)的利用率和實(shí)用率，為我國(guó)森林資源科學(xué)和諧發(fā)展提供服務(wù)，可加強(qiáng)GPS與其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，達(dá)到最優(yōu)的森林資源經(jīng)營(yíng)管理，加快我國(guó)森林經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定、快速發(fā)展。

[1]董斌，陳立平，王萍，等.基于TM遙感影像的森林資源線性規(guī)劃與優(yōu)化配置研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32（6）：1943～1950.

S757.2

A

1005-7897（2017）20-0160-02

2017-8-6

楊獻(xiàn)忠（1969-），男，工程師，本科，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃等工作。