采用移动GIS技术进行森林资源连续清查

采用现代技术进行森林资源连续清查

使用移动设备、嵌入式GIS、卫星定位和现代通信技术等进行森林资源连续清查，已经走过了几年的历程。现对这几年的使用情况进行总结，以便能够更好地推动新技术的应用与森林资源监测。

1 使用新技术的必要性

为了有效提高野外样地定位的精度和效率，有必要使用GPS卫星定位技术，并以配准后的遥感图像或扫描地形图作为电子底图，在其上显示调查人员的现时位置和轨迹，以便准确、高效进行样地的定位与复位。

使用移动设备和嵌入式GIS系统，内嵌资源调查的数据库（各项调查因子），在野外快速选择、填写各项调查因子的值，并进行调查因子之间的逻辑关系检查，以便确保野外调查的精度和效率。

野外调查时，根据每木检尺，能自动进行树种组成计算和蓄积量计算。调查结束后，室内能够实现自动成图，各种统计报表自动生成，可以取消传统卡片式调查成果人工录入的繁琐和可能出现的错误。

采用卫星定位，可以有效监测调查人员是否到过现地，样地坐标需要现场采集。可以显示野外调查人员走过的轨迹，确保调查数据的真实性和可靠性。

使用现代技术进行森林资源连续清查，可以极大提高调查的精度和效率，减轻劳动强度和可能出现的人为错误，真正实现内外业无纸化和一体化。对缩短调查周期、提高调查的精度将有很大的推动作用，代表将来森林资源监测的重要发展方向。

2 对硬件设备的要求

微电脑技术发展非常快，掌上电脑的更新换代周期也越来越短，目前主要的生产厂商包括:惠普（hp）、多普达、国内的合众思壮“集思宝”等。

在进行移动GIS系统推广过程中，深知没有过硬的硬件设备，软件再好，也很难发挥应有的效果。经过近10年的全国性应用实践，现在适合林业调查需求的调查设备需具备以下特点：

?能防水、防震、防尘、防强光反射影响的军工级产品；

?电池蓄电后要能连续使用8小时，需要能够方便更换备用电池；

?趋向于PDA和GPS集成在一起的一体机，GPS定位精度要能达到2.5-5m以内。若能达到亚米级更加理想。也可以使用PDA和蓝牙GPS进行导航定位。无论是一体机还是蓝牙GPS，均要求有很高的灵敏度，在密林下面要能够正常导航定位。避免野外样地定位和复位过程中，因卫星信号较差出现对调查人员进行错误引导的情况。

为能够找到理想的林业调查用设备设备。近期我们系统测试了一系列适合野外调查的产品。主要测试指标包括卫星定位速度、精度、大数据量加载和电池连续使用时间长短等。测试环境为：天气晴朗，气温10摄氏度左右，在有树木覆盖将近一半天空的情况下测试，机器的电量均在98%以上。具体结果如表1所示。

分析测试表格可得，在检测的5款产品中，合众思壮MG758的这款产品效果最好，明显优于其它型号的产品。而代表目前掌上电脑发展方向的平板电脑，如联想和美国天宝的品牌产品，其显示屏尺寸为14cm×23cm×5cm，但目前售价很高，前者为2-3万元，后者为5-6万元，因属军工级产品，比较笨重，在野外进行调查时不便携带。对林业调查行业来讲，目前尚无法承受。只能寄希望硬件价格降低和技术进一步成熟后再应用。

表1 移动设备检测结果 品牌 卫星状况 定位 时间 GETAC535 天宝SC 6-7 6-7 2-3 分钟 3分钟 10m 定位 精度 15m 1：500比例尺下漂移在20m左右 1：500比例尺下漂移在8m做哟 南方S750 合 众 思壮10-11 5-6 1-2 分钟 半分钟 5m 16m 1：500比例尺下漂移在20m 1:500比例尺下漂移在3m左右 20小时 软屏 8.5小时 硬屏 6小时 软屏 5小时 硬屏 加载大数据量的时候有些慢 加载大数据量的时候运行有些慢 加载大数据量的时候有些慢 加载大数据量的时候运行比较流畅 6-7 2-3 分钟 8m 1：500比例尺下基本不漂移，灵敏度不高 5小时 硬屏 加载大数据量的时候比较流畅 Win6.1 Win6.5 Win6.1 Win6.1 Win6.1 漂移程度 续航时间 屏幕 加载数据 备注 MG758 蓝鸟 BIP- 6000

3 对软件的要求

3.1 图形图像显示

在全国范围内，所有林业调查单位基本都已经购买了分辨率为2.5米的SPOT5遥感图像，在没有图像的地方，也有1：5万或1：1万比例尺的地形图。样地有地理坐标，可以生成点专题图层。因此要求用于连续清查的GIS软件要能显示监测区域的高分辨率遥感图像或扫描地形图，在此基础上叠加样地专题图层，样地在实地的分布位置就能形象地显示出来。

现我们提供的软件系统，在1张2G的存储卡上，能存储并快速显示一个县的遥感图像或扫描地形图。

显示遥感图像 显示彩色扫描地形图

3.2 卫星导航定位

在显示遥感图像、扫描地形图和样地专题图的基础上，借助卫星动态导航定位，可以在野外快速寻找样地，即能够准确进行样地的定位和复位。现在所提供的导航方式包括电子地

图导航和电子罗盘导航。

该功能对连续清查非常重要，可极大提高调查的精度和效率，减轻野外调查工作的劳动强度，可以有效制约调查人员不到实地调查在室内编造数据等情况。

电子地图导航 电子罗盘导航

3.3 对前期调查成果的使用

可以将前期调查成果，包括样地调查因子的数据库表（*.xls、*.mdb、*.dbf等格式）和样木位置分布图，通过数据词典软件导入PDA。对本期调查而言，只需修改已经变化的部分。而对每木检尺时样木的实地分布，坡度、坡向、行政区域等可能不变的因子，就没有必要修改和填写。可极大加快野外调查的速度。

3.4 自动计算功能

各调查因子之间可能存在的逻辑检查关系，树种组成计算和蓄积量计算等可通过数据词典软件设置实现。可彻底解决野外调查填写因子可能存在的错误，提高了调查的效率和精度。

3.5样木位置图显示

为方便每木检尺，需要在移动设备上显示方形样地、菱形样地等。要在样地位置图上显示每颗样木的位置分布。对样木位置分布图，要能根据需要方便进行放大、缩小和移动等操作。要能建立图和调查属性之间的相互切换关系。要有自动计算功能。

现有软件对这部分的功能进行了较大幅度的修改。已经能够很好满足用户的需要。外对样地在实地的分布位置，需要能够通过拍照等进行记录，软件还有有能够存储每个样地多张照片的功能。

3.6 处理意外事故的功能

当移动设备突然断电时，系统要能自动保存并恢复数据。 3.7自动成图和入库

根据所测样地的GPS坐标，可以重新生成样地位置分布图（*.shp或*.mif格式）。样地在实地的位置可能和样地的整公里坐标位置不一致，借助高精度GPS定位，可以精确测定样地在实地的位置分布。为将来深层次利用调查资料进行定量估测奠定基础。

各项调查因子可以自动生成Excel、Access或Foxpro等数据库格式。可以基本取消传

统调查繁琐的内业工作。

4 存在的问题及建议

因以前PDA充电后连续使用的时间受到一定限制，怕突然断电丢失数据，外实际调查人员已习惯使用传统方式通过填写调查卡片进行连续清查。这几年在推广新技术的同时，各地还普遍保留了传统调查模式，即采用新技术和传统方式并存。

通过几年的推广应用，具体存在的问题体现在以下几个方面： ?后期成果入库

各地缺乏统一的最后成果格式要求。数据库的详细要求应在调查规程中体现出来，如调查因子值的要求、调查因子之间的逻辑关系检查等。还要确定统一的调查成果格式。 ?准备与培训工作有待加强

各地在制定调查规程时，时间周期较长，在提供规程后，因各地调查因子的差异、逻辑检查关系的不同，留给软件定制的时间相对较短。软件定制结束后，缺乏进行系统培训，致使调查人员信心不足。

鉴于上述情况，在来年使用现代技术进行森林资源连续清查时，各地一定要提前给出满足要求的调查规程，留出2天左右的培训时间，而不是以前的2小时。只要领导高度重视，并对调查人员进行要求和强调，使用现代技术进行森林资源一类调查就一定能够取得很好的效果。

伴随微电脑技术、现代通信和计算机网络技术的飞速发展，在不远的将来，使用军工级平板电脑，借助卫星动态导航定位，在野外高精度采集调查数据，并将采集的数据实时传输回室内服务器进行检查、处理和入库必将成为现实。我国森林资源监测将迎来美好的明天！

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