蔡始榮

(廣東省懷集縣林業(yè)技術(shù)推廣中心,廣東 懷集 526400)

1 引言

森林資源作為我國重要的戰(zhàn)略資源，必須給予足夠的重視程度。由于森林資源具有動態(tài)的特性，對森林資源的調(diào)查是科學(xué)規(guī)劃森林資源的有效途徑，能夠最大程度上發(fā)揮森林資源調(diào)查規(guī)劃的能動性，為森林環(huán)境的生態(tài)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。傳統(tǒng)研究中，采用羅盤儀定位的方法，但是存在覆蓋范圍小、測量時間長、采樣點有限以及定位精準(zhǔn)度不足等問題，導(dǎo)致森林資源調(diào)查規(guī)劃實際效果很難達(dá)到預(yù)期，無法實現(xiàn)高精度森林資源調(diào)查規(guī)劃?？紤]到以往森林資源調(diào)查規(guī)劃設(shè)計中的不足之處，GPS技術(shù)的誕生對以往的定位領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大變革，本文通過將GPS技術(shù)應(yīng)用在森林資源調(diào)查規(guī)劃設(shè)計中，重構(gòu)森林資源調(diào)查規(guī)劃設(shè)計中的定位、導(dǎo)航、測距以及測定邊界技術(shù)方法，致力于提高森林資源調(diào)查規(guī)劃精度，為森林資源調(diào)查規(guī)劃設(shè)計提供一個嶄新發(fā)展方向。

2 GPS技術(shù)

GPS技術(shù)又稱衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，最早起源于美國軍方，主要用于搜集軍事情報。GPS技術(shù)一經(jīng)提出，立即受到相關(guān)方面的重點關(guān)注[1]。在此基礎(chǔ)上，通過40年來的不斷研究深入，GPS技術(shù)逐步走向成熟，且應(yīng)用范圍越來越廣[2]。其中，最為突出的是應(yīng)用于導(dǎo)航領(lǐng)域，包括：武器導(dǎo)航、飛機(jī)導(dǎo)航、車輛導(dǎo)航、船舶導(dǎo)航以及個人導(dǎo)航。GPS技術(shù)作為定位技術(shù)中的一種，具有自動靈活、高效精準(zhǔn)、成本低廉的優(yōu)勢，通過結(jié)合信息技術(shù)利用同時觀測的信號進(jìn)行做差處理，將倆個測站的公共誤差消除掉，從而使兩個測站的相對位置(也就是基線向量)定位準(zhǔn)確，達(dá)到控制定位的要求。

3 基于GPS技術(shù)的森林資源調(diào)查規(guī)劃方法

3.1 確定森林資源調(diào)查規(guī)劃目標(biāo)

在森林資源調(diào)查規(guī)劃過程中，必須預(yù)先確定森林資源調(diào)查規(guī)劃目標(biāo)[3,4]。本文設(shè)置森林資源調(diào)查規(guī)劃目標(biāo)包括：森林資源類型、結(jié)構(gòu)、地域分布以及相關(guān)參數(shù)，再根據(jù)森林資源調(diào)查的優(yōu)先級決定森林資源調(diào)查規(guī)劃順序。本文通過信息度優(yōu)先算法將調(diào)查規(guī)劃目標(biāo)以權(quán)值的形式進(jìn)行展示，根據(jù)森林資源的影響因子，計算動態(tài)規(guī)劃調(diào)查截止時間以及最高預(yù)算[5]。動態(tài)規(guī)劃森林資源的表達(dá)式，如公式(1)所示。

(1)

在公式(1)中，?指的是森林資源動態(tài)調(diào)查規(guī)劃時間；tasksnum指的是森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大??；D指的是森林資源在某一時刻的動態(tài)規(guī)劃能力；G指的是森林資源動態(tài)規(guī)劃截止時間；C指的是森林資源動態(tài)規(guī)劃時每秒計時收費；R指的是森林資源動態(tài)規(guī)劃的最高預(yù)算。在通常情況下，根據(jù)常見的森林資源，?的取值范圍在0.0時表示對調(diào)查規(guī)劃的預(yù)算具有很高的要求；在0.5時表示森林資源動態(tài)調(diào)查規(guī)劃的預(yù)算與時間比較均衡；在1.0時表示對調(diào)查規(guī)劃的時間具有很高的要求。

3.2 基于GPS解釋森林資源調(diào)查規(guī)劃數(shù)據(jù)

在確定森林資源調(diào)查規(guī)劃目標(biāo)的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步提高森林資源調(diào)查規(guī)劃精度，本文運用GPS技術(shù)，解釋森林資源調(diào)查規(guī)劃數(shù)據(jù)。首先，通過GPS技術(shù)中的GPS模塊能夠向衛(wèi)星傳輸一條完整的YNMWQ528425語句，用于描述森林資源調(diào)查結(jié)果。而后，判定YNMWQ528425語句中的起始符“$YNMWQ”，以此為起始點讀取數(shù)據(jù)，尋找域分隔符“，”，并在字符中獲取有效數(shù)據(jù)。最后，用回車作為終止符中斷讀取，基于GPS解釋森林資源調(diào)查規(guī)劃數(shù)據(jù)。YNMWQ528425語句基于GPS解釋說明，如表1所示。

結(jié)合表1所示，基于GPS解釋森林資源調(diào)查規(guī)劃數(shù)據(jù)，通過GPS技術(shù)，精準(zhǔn)定位森林資源調(diào)查規(guī)劃數(shù)據(jù)。

表1 YNMWQ528425語句基于GPS解釋說明

3.3 動態(tài)規(guī)劃森林資源調(diào)查結(jié)果

針對以上GPS解釋得出的數(shù)據(jù)，假定森林資源調(diào)查規(guī)劃數(shù)據(jù)在T時刻所處的規(guī)劃難度級別為X，可立即采取X下的森林資源調(diào)查規(guī)劃方法Sk；在Tl時刻，森林資源V1、V2、V3、V4、V5在Tl時刻會演變到Xk級別的概率為Pk，下面則得出針對Tl時刻可能動態(tài)規(guī)劃的森林資源調(diào)查結(jié)果。

當(dāng)Xk≤X時，此時動態(tài)規(guī)劃森林資源調(diào)查結(jié)果能夠完全控制規(guī)劃難度級別，不需要對森林資源進(jìn)行規(guī)劃，視為森林資源調(diào)查規(guī)劃的特殊情況。

當(dāng)Xk>X時，森林資源調(diào)查規(guī)劃不能夠完全控制規(guī)劃難度級別，需要重新規(guī)劃森林資源調(diào)查結(jié)果，直至森林資源調(diào)查規(guī)劃方案能夠完全控制規(guī)劃難度級別。在此種情況下，動態(tài)規(guī)劃森林資源調(diào)查結(jié)果包括以下兩種情形。

第一種，當(dāng)規(guī)劃方案Xk與規(guī)劃難度級別X下演變到Xk級別的概率Pk不相關(guān)，則必須停止執(zhí)行森林資源動態(tài)規(guī)劃方案Xk，轉(zhuǎn)為執(zhí)行Sk。

第二種，當(dāng)規(guī)劃方案Xk與規(guī)劃難度級別X下演變到Xk級別的概率Pk相關(guān)，此時可以執(zhí)行森林資源動態(tài)規(guī)劃方案Xk[6]。并在此基礎(chǔ)上，通過GPS技術(shù)精準(zhǔn)規(guī)劃森林資源調(diào)查結(jié)果，使規(guī)劃后的森林資源與Xk大致相同即可，從而達(dá)到能夠完全控制規(guī)劃難度級別的目的，實現(xiàn)基于GPS技術(shù)的森林資源調(diào)查規(guī)劃。

4 實例分析

4.1 實驗準(zhǔn)備

為了驗證本文方法在實際應(yīng)用中的性能，進(jìn)行一次對比實驗。由于森林資源數(shù)據(jù)來源的有限性，本文使用MyCloud自帶的基準(zhǔn)測試程序來進(jìn)行調(diào)度器的測試和評估。基準(zhǔn)測試程序的選擇是決定系統(tǒng)性能評估正確性和真實性的一個重要因素。在本次實驗中，提交執(zhí)行了4個不同時間影響因子的Job，每個Job的數(shù)據(jù)處理量為521 MB，存儲在HDFS上的物理塊大小為64 MB，每個任務(wù)有8個子任務(wù)。將采集到的森林資源數(shù)據(jù)利用MyCloud實驗軟件，進(jìn)行歸一化處理。以森林資源調(diào)查規(guī)劃誤差平方和作為測試依據(jù)，調(diào)查規(guī)劃誤差平方和越小證明其調(diào)查規(guī)劃精度越高。分別使用傳統(tǒng)方法以及本文設(shè)計方法進(jìn)行實驗，設(shè)置傳統(tǒng)方法為實驗對照組。實驗環(huán)境配置要素具體參數(shù)，如表2所示。

結(jié)合表2所示，在此次實驗中,共進(jìn)行7組實驗。針對MyCloud實驗軟件測得的誤差平方和，記錄實驗結(jié)果。

表2 實驗參數(shù)設(shè)置

4.2 實驗結(jié)果與分析

根據(jù)上述設(shè)計的實驗步驟，采集7組實驗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)誤差平方和對比結(jié)果，如圖1所示。

圖1 調(diào)查規(guī)劃誤差平方和對比

通過圖1可得出如下的結(jié)論：本文設(shè)計方法調(diào)查規(guī)劃誤差平方和明顯低于對照組，設(shè)計方法森林資源調(diào)查規(guī)劃精度更高，可以實現(xiàn)精準(zhǔn)森林資源調(diào)查規(guī)劃。

5 結(jié)語

本文通過對基于GPS技術(shù)的森林資源調(diào)查規(guī)劃設(shè)計，以實驗的方式證明了GPS技術(shù)在森林資源調(diào)查規(guī)劃中的實用性。在運用GPS技術(shù)在定位的過程中，即便遭受到外界環(huán)境的干擾，但外界干擾對森林資源調(diào)查規(guī)劃結(jié)果產(chǎn)生的具體影響較小[7]。因此，有理由加大GPS技術(shù)在森林資源調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用，提升森林資源調(diào)查規(guī)劃工作的精準(zhǔn)程度。通過以上研究，希望能夠為森林資源調(diào)查規(guī)劃提供一定程度上的參考與借鑒。