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

鄭良榮

摘 要：該文對GPS手持機(jī)的數(shù)據(jù)采集、GIS Office軟件對“任務(wù)文件”和“圖層文件”的導(dǎo)入導(dǎo)出、ViewGIS軟件對復(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 P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 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。總之，不管是森林資源調(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)人員還不會使用或不會全面系統(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，會了忘。

（4）GPS手持機(jī)精度受衛(wèi)星信號、地域位置影響。

（5）GPS手持機(jī)有時(shí)會出現(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)地理信息一一對應(yīng)圖坐標(biāo)系統(tǒng)是Xi`an80坐標(biāo)系。因此要針對導(dǎo)出到的地理信息一一對應(yīng)圖，對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乩碜鴺?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，對精度要求高的業(yè)務(wù)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)募m偏。

（2）提高對GPS在林業(yè)生產(chǎn)中重要性的認(rèn)識，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)。對實(shí)踐中的應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆旨墸瑢δ切╊l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。對那些技術(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，不能進(jìn)行定位和導(dǎo)航操作。但是，天氣是不會影響GPS信號的接收。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。

（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，不然航跡會被表示當(dāng)前位置的三角符號遮擋住，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，就要對類型值進(jìn)行重命名。

（4）衛(wèi)星信號不好時(shí)會提示“衛(wèi)星信號不好，是否關(guān)閉GPS”要選“否”，繼續(xù)搜索衛(wèi)星信號。如果衛(wèi)星信號不好按[記錄]鍵時(shí)會提示“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，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）