周　吉

摘要：本文介紹全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)利用精確性高等特性在森林公園規(guī)劃和管理中應用的重要性，闡述其在分布區(qū)域規(guī)劃、區(qū)域面積測定，道路施工放樣，森林旅游導航和定位功能應用，及在森林防火、文物及野生動植物保護應用的可行性。

關鍵詞：GPS;森林公園;規(guī)劃和管理

GPS的基本定位原理是通過衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時間信息，用戶接收到這些信息后，經(jīng)過計算求出接收機的三維位置、三維方向以及運動速度和時間信息。其具有定位的高靈敏性和高精度、自動化、提供三維坐標、全天候作業(yè)、操作簡便以及全球連續(xù)覆蓋等特點。

1 GPS技術(shù)在森林公園開發(fā)規(guī)劃和管理中的重要意義

GPS技術(shù)在森林公園規(guī)劃和管理中應用對森林旅游開發(fā)具有重大的意義。GPS為森林公園的開發(fā)規(guī)劃和設計提供高精度的位置依據(jù)，是森林規(guī)劃建設時期以及制作森林公園電子地圖的重要工具；它能夠提高旅游業(yè)的現(xiàn)代化程度，科學合理地安排旅游線路，并對其進行智能化調(diào)度；借助GPS，實時監(jiān)控旅游車輛和船只，可以減少旅游事故的發(fā)生，為旅游者提供優(yōu)質(zhì)滿意的服務和切實可靠的安全保障；GPS還有利于對旅游資源進行統(tǒng)籌管理，促進各旅游企業(yè)的相互合作，提高經(jīng)濟效益,進一步促進旅游事業(yè)的發(fā)展。第五，現(xiàn)有的掌上型導航接收機和便攜式的個人GPS導航接收機，能為旅游企業(yè)開發(fā)新型的旅游模式創(chuàng)造條件。

2 GPS技術(shù)對公園分布區(qū)域規(guī)劃、區(qū)域面積測定

GPS技術(shù)在確定分布區(qū)域，計算區(qū)域面積和測定界線等方面可以發(fā)揮其獨特的重要的作用。在森林中進行常規(guī)測量相當困難，而GPS定位技術(shù)可以發(fā)揮它的優(yōu)越性，精確測定森林位置和面積，繪制精確的森林分布圖。

在森林公園前期規(guī)劃中，若在無明顯地物標的平原地區(qū)或地形復雜的山區(qū)，判定當前地理位置相當困難。在前期外業(yè)調(diào)查勘測中，使用傳統(tǒng)的測量工具既不精確又消耗大量的人力財力。利用GPS技術(shù)，則能方便、快捷、準確定位。

森林規(guī)劃中常規(guī)面積測量是先在圖紙上實地勾繪，然后用方格紙或求積儀求算面積。用小比例尺地形圖勾繪時，誤差偏大，會影響面積量測精度，若用GPS量測則可較準確地測定其面積(面積越大，精度越高)。采用普通的GPS系統(tǒng)進行單機多次平均、單機實時采點和雙機靜態(tài)差分的混合測量模式或?qū)崟r動態(tài)差分GPS接收系統(tǒng)測量都能達到一般森林調(diào)查中的不同精度的要求。

若需從測區(qū)外的已知點引點建立基站點時，利用差分GPS測量方法導出一個位于測區(qū)附近的交通方便、環(huán)境安全的點的大地坐標，在該點上建立基站以完成實際的測量工作，既能方便操作，又能擴大測量范圍。如果能用兩個以上的已知三角點，就能進行交匯檢驗，導出的基站點坐標更具有可靠性。若待測區(qū)域山多但都不太高，GPS信號受地形變化影響較小，可以用于三維定位。

3 RTK-GPS道路施工放樣

RTK能夠在野外實時得到cm級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態(tài)實時差分(Real-time kinematic)技術(shù)，是GPS應用的重大里程碑。由于在進行森林公園道路施工時會遇到高差較大，地形復雜等問題，RTK-GPS的出現(xiàn)給森林道路工程放樣各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。

作為測量工作者來說，測量工作始終要遵循先控制后加密的測圖原則，工作量相當大。而RTK作業(yè)，可在地形地物上以2~5s一點的速度直接獲取3維坐標，再由數(shù)字化成圖軟件系統(tǒng)將坐標、高程與有關的點屬性編碼綜合處理，這樣就形成了數(shù)字化地形圖而直接用于線路的選取與設計。

利用RTK-GPS功能，我們可以實現(xiàn)：在不同方向的2條路線上各測2點，求解其交點的坐標并立即放樣到實地上；由實測或者設計的2點所定義的直線及圓心坐標與半徑，立即算出ZY點(直圓點)坐標并放樣到實地；由某路線實測的2交點坐標，立即算出路線設計里程；由已知圓的2個端點及圓心或半徑，將其N等分并放樣到實地；由起點里程與方位角所定義的直線，按里程立即算出百米樁的坐標并放樣到實地；由實地3點確定一個圓的半徑與圓心坐標，并立即放樣到實地。

4 用RTK-GPS制作公園電子地圖

用RTK-GPS技術(shù)測圖，可以不布設各級控制點，僅依據(jù)一定數(shù)量的基準控制點，便可以高精度并快速地測定界址點、地形點、地物點的坐標，利用測圖軟件可以在野外一次測繪成電子地圖。

采用RTK技術(shù)進行測圖時，僅需一人背著儀器再要測的碎部點上呆上一、二秒鐘并同時輸入特征編碼，通過電子手簿或便攜微機記錄，在點位精度合乎要求的情況下，把一個區(qū)域內(nèi)的地形地物點位測定后回到室內(nèi)或在野外，由專業(yè)測圖軟件可以輸出所要求的地形圖。經(jīng)過進一步制作成為電子地圖。用RTK技術(shù)測定點位不要求點間通視，僅需一人操作便可以完成測圖工作，大大提高了測圖的工作效率。

5 GPS導航和定位功能在森林旅游中應用

目前，利用先進的計算機、導航、通信及地理信息系統(tǒng)技術(shù)，將手持計算機、GPS接收機、GPRS收發(fā)器及電子地圖集成在一起，研發(fā)了一種攜帶方便、經(jīng)濟實用的個人旅游助理（Personal Tourism Assistant，縮寫為PTA）。PTA的硬件組成如圖所示。GPS接受機負責確定當前位置（經(jīng)緯度坐標）；GPRS收發(fā)器負責PTA與外界的通信；揚聲器負責播放語音報警信息及外界傳入的語音信息；麥克風負責游客語音的錄入；手持計算機作為PTA的控制中心，除控制其余4個部分之外，還負責電子地圖、游覽路線、景點概況等信息的提示。

若在山野間迷失方向時利用GPS接收機及地形圖，可通過GPS確定站立點的經(jīng)緯度，并輸入PTA內(nèi)存，根據(jù)GPS所顯示的地理坐標，如建筑物、道路、景點名稱等，將其在地形圖上顯示出的地理坐標值輸入GPS內(nèi)存，最后利用GPS的導航功能到達目標點。若沒有地形圖，就要事先輸入一些熟悉地點的地理坐標，迷失時通過GPS向這些熟悉地點進行導航。若事先沒有輸入熟悉地點的地理坐標，也沒有地形圖，可通過電臺問明熟悉地點的地理坐標。若體力不支，就干脆通過GPS報出站立點的地理坐標，等待救援人員的到來。

個人旅游助理的研發(fā)成功，進一步證明了GPS在森林旅游智能化管理和調(diào)度中具有舉足輕重的作用，也是開發(fā)新型旅游模式的必要技術(shù)支持和條件。

6 GPS在森林防火中的應用

林火預防和林火探測是森林防火的工作關鍵和工作重點。這項工作以往是通過多人徒步行進，走遍管護區(qū)內(nèi)的各個角落，選擇明顯地物，以區(qū)別各類可燃物分布的區(qū)域。采用GPS技術(shù)，可手持GPS接收機分別在各類可燃物區(qū)域邊緣走動，根據(jù)要求的精度，每隔一段距離或時間讀出所在點的經(jīng)緯度，在地圖上標記，最后將各點連成線，從而得到各類可燃物分布示意圖。

巡護是林火監(jiān)測的重要環(huán)節(jié)，也是控制火災發(fā)生的重要措施。通過巡護可發(fā)現(xiàn)火情，但如何對發(fā)現(xiàn)的林火準確快速定位，是巡護人員必須首先解決的問題，GPS可以滿足巡護過程中的這一要求。具體方法是:通過GPS迅速讀出火場的經(jīng)緯度，通過電臺與指揮部聯(lián)系，準確地報出火場位置，為指揮部研究火情，部署兵力提供重要的信息。

7 GPS在文物及野生動植物保護方面的應用

在文物及野生動植物的保護上，GPS技術(shù)也成為了一個有效、方便的可用手段之一。我們只需要建立一個GPS載體的信息管理系統(tǒng)就可以及時了解各個載體的運動情況?？杉瘜Ш?、定位、通訊、報警、防盜、遠程控制等功能于一體。如：在野外文物或古樹名木上安裝GPS跟蹤或入侵的信號發(fā)生器，利用GPS載體信息管理系統(tǒng)就可以全面監(jiān)控野外文物的狀態(tài)。若野外文物的安置位置沒有發(fā)生變動，則在監(jiān)控屏幕上顯示的定位標志也同樣沒有變動。一旦有犯罪分子接近或盜竊文物迫使文物的位置發(fā)生改變時，報警系統(tǒng)發(fā)出的信號就會在電子地圖上提示，并且，電子地圖也會實時、明確的顯示當前文物的準確位置、移動方向和移動速度。同時，GPS系統(tǒng)也可用于野外文物普查、保護標志設置、文物檔案記錄、保護范圍和監(jiān)控地帶、保護界樁的建立，它可以準確確定和記錄文物、標志和界樁的正確位置。

8 結(jié)束語

隨著GPS技術(shù)的飛速發(fā)展、日趨成熟和森林公園開發(fā)的內(nèi)容逐步完善，GPS技術(shù)在森林公園規(guī)劃和管理中的應用遠遠不止是以上所述，他具有的定位高靈敏性和高精度、自動化、提供三維坐標、全天候作業(yè)、操作簡便以及全球連續(xù)覆蓋等特點，使其成為森林公園規(guī)劃和管理中的必要手段。如何使GPS技術(shù)在森林公園開發(fā)中發(fā)揮到淋漓盡致，如何能綜合管理和利用現(xiàn)有的旅游資源，如何為游客提供優(yōu)質(zhì)的服務和切實可靠的安全保障，將成為我國森林旅游業(yè)發(fā)展的長久話題。