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        GPS在林業(yè)工作應(yīng)用中技術(shù)要點(diǎn)及存在問題探討

        2015-08-19 02:07:26鄭良榮
        安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2015年15期

        鄭良榮

        摘 要:該文對(duì)GPS手持機(jī)的數(shù)據(jù)采集、GIS Office軟件對(duì)“任務(wù)文件”和“圖層文件”的導(dǎo)入導(dǎo)出、ViewGIS軟件對(duì)復(fù)合圖層編輯的操作要點(diǎn)、應(yīng)用技巧進(jìn)行了闡述,并針對(duì)存在的問題進(jìn)行了探討。

        關(guān)鍵詞:GPS手持機(jī);GIS軟件;ViewGIS軟件;林業(yè)專題圖

        中圖分類號(hào) P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2015)15-132-03

        GPS手持機(jī)具備多種數(shù)據(jù)采集功能,具有標(biāo)準(zhǔn)的航點(diǎn)、航線、航跡記錄及導(dǎo)航功能。數(shù)據(jù)格式豐富,既可導(dǎo)出常見的gpx格式,也可通過GISoffice軟件,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成shp、mif、dxf、csv等多種專業(yè)的GIS格式,實(shí)現(xiàn)信息化作業(yè)。同時(shí)滿足導(dǎo)航用戶的需求,可導(dǎo)入、導(dǎo)出GPX格式,在GOOGLE EARTH上完美展現(xiàn)。內(nèi)置WGS84、北京54和西安80坐標(biāo)系統(tǒng),同時(shí)支持用戶自定義坐標(biāo),滿足個(gè)性化需求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,林業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中新技術(shù)的應(yīng)用越來越普及,應(yīng)用范圍也越來越廣泛。有效地提高了工作效率,改變了傳統(tǒng)的林業(yè)工作模式,實(shí)現(xiàn)了無紙化和一體化的作業(yè)流程。GPS手持機(jī)是林業(yè)作業(yè)中必不可少的工具,要求林業(yè)工作者必須熟練掌握,精通運(yùn)用。對(duì)GPS手持機(jī)、相關(guān)軟件、林業(yè)圖紙制作的操作要點(diǎn)、技巧,進(jìn)行探討總結(jié),旨在快速提高GPS手持機(jī)及相關(guān)軟件的應(yīng)用水平。

        1 GPS手持機(jī)在林業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中應(yīng)用概況

        1.1 應(yīng)用非常廣泛 GPS手持機(jī)利用定位導(dǎo)航儀進(jìn)行定位、測距、測面積和導(dǎo)向,這些功能在林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛。林業(yè)中需要采集的GIS特征物是各種各樣的,如一棵樹、一條路、一片林地等等。根據(jù)采集數(shù)據(jù)的特征可將GIS數(shù)據(jù)類型抽象、歸納為如下3種:點(diǎn)類型、線類型和面類型。點(diǎn)類型表現(xiàn)為GIS中的一個(gè)點(diǎn),如名木古樹;線類型表現(xiàn)為GIS中的一條線,如林道;面類型表現(xiàn)為GIS中的一片封閉區(qū)域,如一片造林地,主要強(qiáng)調(diào)的是區(qū)域性??傊还苁巧仲Y源調(diào)查中的森林分布區(qū)域、樣地初設(shè)與復(fù)位、森林資源管理,伐區(qū)調(diào)查、設(shè)計(jì)、監(jiān)管、驗(yàn)收,林地管理,造林設(shè)計(jì)、驗(yàn)收,森林保護(hù)中的防火林帶建設(shè)、森林火災(zāi)撲救指揮,山林權(quán)調(diào)處勘界,林業(yè)案件的勘察、鑒定、調(diào)查取證,林業(yè)專題圖制作等等。都有GPS手持機(jī)的應(yīng)用。

        1.2 改變了傳統(tǒng)的工作模式 GPS手持機(jī)的應(yīng)用改變了工作模式,提高了工作效率,保證了工作質(zhì)量。以往測量面積,需要傳統(tǒng)的測量工具,1人測量,1人舉牌,1人記錄,費(fèi)時(shí)費(fèi)力;現(xiàn)在使用GPS手持機(jī)1人就能完成任務(wù)。以往要確定林業(yè)作業(yè)的地點(diǎn)和邊界,要進(jìn)行“勾圖”?!肮磮D”作業(yè)準(zhǔn)確性全憑工作經(jīng)驗(yàn),誤差大?,F(xiàn)在使用GPS手持機(jī)導(dǎo)出圖層,準(zhǔn)確、工整。以往森林二類調(diào)查中樣地西南角點(diǎn)的查找,往往需要“引點(diǎn)”測量,工作量大,效率低;現(xiàn)在可以通過GPS手持機(jī)的導(dǎo)航功能輕易實(shí)現(xiàn)。以往制圖要手工勾畫,多張圖紙很難完全一致;現(xiàn)在使用GPS手持機(jī)及相關(guān)軟件,可以通過導(dǎo)出的圖層或在軟件上加線,準(zhǔn)確、整齊、美觀。如果把手提電腦帶去作業(yè)區(qū),可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、導(dǎo)入、導(dǎo)出等現(xiàn)場操作,簡單、高效、準(zhǔn)確、直觀。

        1.3 實(shí)現(xiàn)了電子化辦公 GPS手持機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,GIS Office軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、圖層生成、導(dǎo)出,ViewGIS軟件把GIS Office軟件導(dǎo)出的圖層和林業(yè)地理信息圖層有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的圖層要素編輯,通過電腦輸出,完成工整、專業(yè)化的各種林業(yè)專題圖制作。還可以配合其它軟件,實(shí)現(xiàn)多元化的編輯,實(shí)現(xiàn)了無紙化、電子化辦公。

        1.4 提升了林業(yè)生產(chǎn)管理水平 GPS的應(yīng)用對(duì)提升林業(yè)生產(chǎn)管理水平體現(xiàn)在許多方面。如在森林二類調(diào)查中的應(yīng)用。為了滿足森林經(jīng)營方案總體設(shè)計(jì)需要而進(jìn)行的森林資源調(diào)查,在公里網(wǎng)交叉點(diǎn)上設(shè)立樣地對(duì)林分變化進(jìn)行調(diào)查,是一種行之有效的辦法。過去采用在樣地四周埋水泥樁的方法進(jìn)行樣地標(biāo)記,這種方法有一定的局限性:(1)有些地點(diǎn)不宜埋樁,如水庫等;(2)水泥樁容易受到人為的破壞、移位等,影響調(diào)查的準(zhǔn)確性;(3)水泥樁標(biāo)記明顯,容易導(dǎo)致人為有意保護(hù)樣地內(nèi)的林分,從而導(dǎo)致調(diào)查結(jié)果和實(shí)際情況不太相稱。使用GPS則能夠克服這些不足,把樣地的坐標(biāo)輸入到GPS接收機(jī),利用GPS的導(dǎo)航功能到達(dá)樣地進(jìn)行調(diào)查,不但提高了調(diào)查的準(zhǔn)確性,而且節(jié)省了埋水泥樁的費(fèi)用,減輕了工作量,提升了管理水平。

        2 GPS手持機(jī)在林業(yè)工作應(yīng)用中存在的問題

        (1)圖層導(dǎo)出發(fā)生位置偏移,產(chǎn)生誤差。GPS手持機(jī)上讀取的面積和導(dǎo)到地形圖上產(chǎn)生的面積不一致。

        (2)培訓(xùn)不夠,自學(xué)不到位。有些技術(shù)人員還不會(huì)使用或不會(huì)全面系統(tǒng)使用。數(shù)據(jù)的采集和軟件的應(yīng)用不夠統(tǒng)一,制作的圖紙、文書不夠“專業(yè)”。

        (3)對(duì)有些技術(shù)人員來說,使用的次數(shù)不多,不夠熟練,學(xué)了會(huì),會(huì)了忘。

        (4)GPS手持機(jī)精度受衛(wèi)星信號(hào)、地域位置影響。

        (5)GPS手持機(jī)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)長時(shí)間無法定位的問題。

        (6)電腦要讀取GPS手持機(jī)上的數(shù)據(jù),很多GPS手持機(jī)必須安裝自帶的USB驅(qū)動(dòng)程序,USB驅(qū)動(dòng)程序只能安裝在WindowXP系統(tǒng)上,不能安裝在Win7以后的版本上。

        (7)地圖制作時(shí)的符號(hào)填充只在Window NT環(huán)境下才有效。

        (8)GPS手持機(jī)的使用好多業(yè)務(wù)需要輸出圖紙,有些打印出來的圖紙要素單一,沒有標(biāo)題、比例尺、圖例、指北針等要素,圖紙質(zhì)量不高。

        3 解決問題的探討和思考

        (1)產(chǎn)生偏移誤差的主要原因是坐標(biāo)系設(shè)置的問題,以及地理位置的影響。GIS Office軟件系統(tǒng)默認(rèn)應(yīng)用WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)。2013年以前的林業(yè)1∶10 000地形圖(地理信息一一對(duì)應(yīng)圖)坐標(biāo)系統(tǒng)是北京54坐標(biāo)系,2013年以后的林業(yè)地理信息一一對(duì)應(yīng)圖坐標(biāo)系統(tǒng)是Xi`an80坐標(biāo)系。因此要針對(duì)導(dǎo)出到的地理信息一一對(duì)應(yīng)圖,對(duì)GPS手持機(jī)和GIS Office軟件地理坐標(biāo)重新設(shè)置,確保各參數(shù)的設(shè)置準(zhǔn)確。注意“位置格式”和“地圖基準(zhǔn)”中各項(xiàng)參數(shù)的正確輸入,“位置格式”要置于“User Grid”狀態(tài);“地圖基準(zhǔn)”要置于“User”狀態(tài)。DX、DY、DZ3個(gè)參數(shù)各個(gè)地方都不相同,不過每組參數(shù)可以在很大的范圍內(nèi)適用。如果您需要這3個(gè)參數(shù),建議您到當(dāng)?shù)氐臏y繪部門去獲得。仙游縣DX、DY、DZ3個(gè)參數(shù)分別是DX到gs84:-105,DY到wgs84:-50,DZ到wgs84:-2??傊?,地理坐標(biāo)的設(shè)置是影響GPS手持機(jī)精度的主要原因,地理位置的影響只能通過實(shí)踐進(jìn)行校準(zhǔn)、微調(diào)。平時(shí)在使用過程中,要注意GPS手持機(jī)上讀取的面積和導(dǎo)到地形圖上產(chǎn)生的面積誤差范圍,對(duì)精度要求高的業(yè)務(wù),進(jìn)行適當(dāng)?shù)募m偏。

        (2)提高對(duì)GPS在林業(yè)生產(chǎn)中重要性的認(rèn)識(shí),舉辦GPS手持機(jī)應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)班,學(xué)習(xí)交流應(yīng)用心得。

        (3)GPS手持機(jī)功能很多,不但要認(rèn)真學(xué)習(xí)說明書中的全部內(nèi)容,還要熟練掌握GIS Office軟件、ViewGIS軟件,做到無縫結(jié)合,相承使用。

        (4)增強(qiáng)實(shí)際操作能力,提煉理論要點(diǎn)。對(duì)實(shí)踐中的應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆旨?jí),對(duì)那些頻繁使用的基本業(yè)務(wù),編寫簡明教程,使初學(xué)者,一看就懂,一學(xué)就會(huì)。對(duì)那些技術(shù)要求較高的業(yè)務(wù),要加深理論研究,提高應(yīng)用水平。

        (5)由于衛(wèi)星信號(hào)波長的原因,GPS手持機(jī)處于戶內(nèi)或者可視天空范圍狹小的地方接收不到信號(hào),不能進(jìn)行定位和導(dǎo)航操作。但是,天氣是不會(huì)影響GPS信號(hào)的接收。解決辦法是將GPS手持機(jī)移到戶外或開闊地帶。

        (6)GPS手持機(jī)USB驅(qū)動(dòng)程序有待更新升級(jí)。

        (7)要注意安裝林業(yè)軟件的電腦只能使用Window NT的系統(tǒng)。

        (8)專業(yè)圖紙要求圖紙要素齊全,因此輸出林業(yè)專題圖時(shí)要編輯好標(biāo)題,比例尺,圖例,指北針等圖紙要素,提高圖紙質(zhì)量。

        4 操作技巧

        (1)在數(shù)據(jù)采集的過程中,因?yàn)樾l(wèi)星可能短時(shí)間內(nèi)達(dá)不到作業(yè)要求或其它原因需要暫時(shí)中斷采集工作,待條件好轉(zhuǎn)后,再繼續(xù)原來的采集。在采集線特征或面特征時(shí),有時(shí)也會(huì)遇到一些像圍墻、建筑物、水池之類的障礙物,導(dǎo)致采集無法經(jīng)過特征的全部位置,因此必須暫時(shí)中斷當(dāng)前記錄,繞過障礙物后,再繼續(xù)原來特征的采集工作。遇到以上情況時(shí),可以使用[暫停]/[繼續(xù)]/[記錄功能]。

        (2)使用GPS手持機(jī)導(dǎo)航功能時(shí),地圖頁面的比例尺不能過大,一般將比例尺調(diào)到200m或更小,不然航跡會(huì)被表示當(dāng)前位置的三角符號(hào)遮擋住,導(dǎo)致在機(jī)器的地圖頁面看不到短距離的航跡。

        (3)如果同一天采集相同類型的數(shù)據(jù)不止一個(gè),又要在同一復(fù)合圖層中同時(shí)顯示,就要對(duì)類型值進(jìn)行重命名。

        (4)衛(wèi)星信號(hào)不好時(shí)會(huì)提示“衛(wèi)星信號(hào)不好,是否關(guān)閉GPS”要選“否”,繼續(xù)搜索衛(wèi)星信號(hào)。如果衛(wèi)星信號(hào)不好按[記錄]鍵時(shí)會(huì)提示“2D或3D定位后才可以采集”要點(diǎn)“確定”,繼續(xù)搜索衛(wèi)星信號(hào),直到衛(wèi)星數(shù)出現(xiàn)3個(gè)以上后采集(衛(wèi)星數(shù)越多精度越高)。

        (5)GPS手持機(jī)耗電量比較大,因此在使用前5min左右裝電池、開機(jī),搜衛(wèi)星,關(guān)機(jī)后應(yīng)把電池取出。在設(shè)置,輸入?yún)?shù)和點(diǎn)位坐標(biāo)時(shí),應(yīng)將GPS手持機(jī)設(shè)置為“模擬”狀態(tài)。

        (6)工作期間建議不要清除GPS手持機(jī)中的航跡。

        (7)從手持機(jī)復(fù)制文件和導(dǎo)入任務(wù)文件、導(dǎo)入SHP或MIF文件的區(qū)別:從手持機(jī)復(fù)制文件,指定保存路徑(文件格式為“任務(wù)文件”的格式.gmt),這樣操作可以刪除手持機(jī)中的數(shù)據(jù),有利于提高從手持機(jī)中讀取數(shù)據(jù)的效率。導(dǎo)入任務(wù)文件、導(dǎo)入SHP或MIF文件,只能保存導(dǎo)出的文件{形狀文件(*.SHP)或Maplnfo文件(*.mif)。

        (8)GPS手持機(jī)可以通過“計(jì)算長度\面積”功能現(xiàn)場讀取長度或面積,一般來說長度長,面積大的測量精度高些,對(duì)于精度要求較高的,需要進(jìn)行多次重復(fù)測量,在手持機(jī)收星狀態(tài)良好的情況下,保持較慢的均勻的行走速度進(jìn)行測量,取其平均值。

        (9)關(guān)機(jī)或更換電池不會(huì)造成系統(tǒng)參數(shù)及測量數(shù)據(jù)的丟失,因此參數(shù)設(shè)置長期有效,不能隨意更改。

        (10)只有在“制圖方式”下才能打開“邊框調(diào)整”功能。勾選“公里邊框”選項(xiàng),才能打開“里邊框?qū)傩浴惫δ堋?/p>

        (11)同時(shí)打開多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的林班圖:在“圖層欄”窗口右擊“復(fù)合圖層”,選擇“轉(zhuǎn)入新圖層”,打開一一對(duì)應(yīng)圖層中的最后一圖層(lay單層圖層)。實(shí)現(xiàn)同時(shí)打開多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的林班圖。

        (12)選擇打印范圍時(shí)要進(jìn)行打印預(yù)覽,以便調(diào)整打印頁面的大小,使打印出來的圖紙更美觀。

        (13)“地圖標(biāo)尺參數(shù)設(shè)置”,標(biāo)尺刻度數(shù)設(shè)置為2,單位刻度實(shí)際長100,這樣的設(shè)置比較合適(1∶10 000,單位m)。

        (14)ViewGIS軟件對(duì)指北針的編輯比Arcgis10。Arcgis10軟件難的多,如果沒有Arcgis10軟件,可以通過截圖的手法,對(duì)添加好線條、圖例、比例尺等圖紙要素的林業(yè)地形圖和導(dǎo)出圖層的復(fù)合圖進(jìn)行截圖。使用Word辦公軟件或其它軟件添加指北針圖案、標(biāo)題,實(shí)現(xiàn)林業(yè)圖紙要素的多元化編輯。

        (15)打印機(jī)巧:設(shè)置好包括標(biāo)題、地圖、線條、比例尺、圖例、指北針等圖紙要素,通過[調(diào)整花邊]按鈕直接選擇打印區(qū)域,比通過[矩形區(qū)域設(shè)置]選擇打印區(qū)域,減少了[圖形操作]的“外剪切”(電腦系統(tǒng)剪切不需要打印的內(nèi)容)所運(yùn)行的時(shí)間,提高了工作效率。

        5 結(jié)語

        GPS手持機(jī)功能豐富,應(yīng)用廣泛,不僅在林業(yè)生產(chǎn)中有其用武之地,在其它行業(yè)的應(yīng)用也是非常廣泛的。GPS手持機(jī),GIS軟件,ViewGIS軟件三者密不可分,離開了GIS、ViewGIS軟件就無法對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯。當(dāng)今的電子產(chǎn)品以日新月異的驚人速度發(fā)展著,GPS手持機(jī)也在不斷更新?lián)Q代,包括我們的林業(yè)軟件ViewGIS,現(xiàn)在也已經(jīng)有了更先進(jìn)的版本Arcgis10,rcgis10引入了3D圖層,使用更直觀、更準(zhǔn)確。特別是對(duì)地圖制作的很多編輯功能都進(jìn)行了更新。GPS在林業(yè)上應(yīng)用的文獻(xiàn)很多,本文只從操作層面對(duì)林業(yè)作業(yè)中常用的應(yīng)用予以闡述,簡略了具體應(yīng)用的展開,更多的操作技巧有待進(jìn)一步深入總結(jié)。多學(xué)習(xí),多操作,多實(shí)踐是提高GPS應(yīng)用水平的基本要求。

        (責(zé)編:徐煥斗)

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