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    手機(jī)指南針在標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查中的應(yīng)用研究

    2020-07-16 01:04:42曾文靜鄢前飛
    林業(yè)調(diào)查規(guī)劃 2020年4期
    關(guān)鍵詞:指南針方位角精度

    曾文靜,鄢前飛

    (中南林業(yè)科技大學(xué)林學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410004)

    1 手機(jī)指南針概述與研究進(jìn)展

    指南針,其前身是司南,是用來判別方位的簡(jiǎn)單儀器,常用于大地測(cè)量、旅行、航海以及軍事等各方面。目前指南針機(jī)械式產(chǎn)品主要用于方向辨別,風(fēng)水定位,指南針與羅盤結(jié)合構(gòu)成羅盤指南針又簡(jiǎn)稱羅盤儀,常見的產(chǎn)品有森林羅盤儀、地質(zhì)羅盤儀等,羅盤儀結(jié)合電子技術(shù)與傳感技術(shù)有了電子羅盤儀產(chǎn)品。

    手機(jī)指南針是智能手機(jī)中的一個(gè)硬件,也是智能手機(jī)中的一個(gè)軟件,又被稱為電子羅盤。手機(jī)指南針能根據(jù)手機(jī)的位置不同顯示俯仰角和方位角,同時(shí)手機(jī)指南針與傳統(tǒng)羅盤一樣,可以根據(jù)地標(biāo)來估計(jì)自己所處的位置,有經(jīng)驗(yàn)的用戶使用起來就如同使用GPS一樣,可以控制行進(jìn)方向等[1]。

    根據(jù)博思數(shù)據(jù)發(fā)布的《2018-2023年中國(guó)手機(jī)電子羅盤市場(chǎng)分析與行業(yè)調(diào)查報(bào)告》,手機(jī)電子羅盤行業(yè)發(fā)展具有較高的成熟度,手機(jī)電子羅盤市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)革新趨勢(shì),手機(jī)電子羅盤行業(yè)有很好產(chǎn)能及增速的發(fā)展空間[2]。

    眾所周知,物體空間位置信息不外乎距離與方向2個(gè)要素,林業(yè)界森林、林分與林木的空間位置信息均涉及到距離與方向2個(gè)要素。林業(yè)上已有的方位角測(cè)量工具有傳統(tǒng)的森林羅盤儀、手持GPS和全站儀[3]。

    在森林測(cè)量環(huán)境十分惡劣且極為復(fù)雜的情況下,傳統(tǒng)的方位測(cè)量工具——森林羅盤儀很有可能由于雜灌草過密,林內(nèi)的通視條件太差而使視線受阻或由于地形破碎而無法架設(shè)[4]。這樣就會(huì)使得方位測(cè)量很難達(dá)到所要求的精度,同時(shí)也嚴(yán)重地降低了森林調(diào)查質(zhì)量,進(jìn)而影響到林業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的正常進(jìn)行[5]。此外,羅盤儀還具有難于架設(shè)、長(zhǎng)度換算、坡度誤差等一系列基本問題[6]。

    手持 GPS 測(cè)量由于受到衛(wèi)星星歷、接收機(jī)誤差和傳播路徑的影響,其誤差與觀測(cè)的距離無關(guān),故手持 GPS 在小面積測(cè)量中誤差偏大[7],且據(jù)相關(guān)資料表明,當(dāng)使用手持 GPS 測(cè)量有林地、疏林地、灌木林地面積時(shí),受林分郁閉度的影響較大。隨著林分郁閉度的增加,其影響精度也會(huì)增加,變化幅度相應(yīng)地也會(huì)增大[8]。

    有學(xué)者對(duì)全站儀在林業(yè)上的應(yīng)用作了嘗試,如郭宗河、鄭進(jìn)風(fēng)2位學(xué)者于2001年在《測(cè)繪通報(bào)》上發(fā)表了《全站儀面積測(cè)量及其精度分析》一文,研究結(jié)果表明,全站儀可以勝任面積測(cè)量工作,同時(shí)為了提高精度,應(yīng)把全站儀安置在多邊形內(nèi)部最佳[9]。雖然全站儀測(cè)量結(jié)果精度較高,但考慮到林業(yè)上使用的實(shí)用性和可操作性[10],特別是測(cè)區(qū)內(nèi)有林木時(shí),需要繞邊界測(cè)量,使用全站儀既費(fèi)時(shí)又費(fèi)工,且投資較大,使用全站儀不太現(xiàn)實(shí)[7]。因此,全站儀很難在林業(yè)基層得到推廣應(yīng)用。

    基于林業(yè)界多年來一直在使用傳統(tǒng)的森林羅盤儀,其效率精度并不高且操作與攜帶不便,另一方面是基于智能手機(jī)十分普及,智能手機(jī)均可裝備有電子指南針的高新科技及其發(fā)展態(tài)勢(shì),盡管手機(jī)指南針技術(shù)已趨穩(wěn)定與成熟,但迄今為止,手機(jī)指南針在林業(yè)上的應(yīng)用仍未見有文獻(xiàn)報(bào)道,是否存在認(rèn)識(shí)上的誤區(qū),如手機(jī)指南針只是一種風(fēng)水住宅的定位“神器”,或者只是一種玩具,是否精度不夠高,對(duì)此,筆者有必要將手機(jī)指南針運(yùn)用到林業(yè)實(shí)際工作中去檢測(cè)檢驗(yàn),研究的目的與內(nèi)容首先在于對(duì)手機(jī)指南針在標(biāo)準(zhǔn)地中開展精度與效率測(cè)驗(yàn),然后通過調(diào)查研究,試圖在林業(yè)調(diào)查中摸索出一套行之有效的方法,能使手機(jī)指南針有效地運(yùn)用在森林測(cè)量方位角及方向定位上,本研究旨在為林業(yè)調(diào)查工作摸索方法與探討經(jīng)驗(yàn)。

    2 手機(jī)指南針軟件的選擇

    2.1 手機(jī)指南針軟件的對(duì)比分析

    以目前市面上銷量較多的華為暢享9S智能手機(jī)為例,從華為應(yīng)用市場(chǎng)手機(jī)應(yīng)用包中可搜索到有關(guān)電子指南針的產(chǎn)品10余種,搜尋應(yīng)用商店最常見的產(chǎn)品有重力指南針、萬能指南針、地圖指南針、全能指南針等品名,逐一下載對(duì)比使用,篩選依據(jù)為測(cè)量方位的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、磁場(chǎng)強(qiáng)度為20~70μT(磁場(chǎng)強(qiáng)度為20~70μT則不需要校準(zhǔn))、能顯示經(jīng)緯度、海拔、可設(shè)置鎖定讀數(shù)功能等,對(duì)比分析見表1。

    表1 各種手機(jī)指南針軟件性能對(duì)比

    本次實(shí)驗(yàn)選擇的是云石科技公司于2018年10月31日發(fā)布的版本號(hào)為3.1.12的重力指南針應(yīng)用程序,該產(chǎn)品在市場(chǎng)上評(píng)價(jià)優(yōu)良、界面良好、性能穩(wěn)定。

    2.2 重力指南針簡(jiǎn)介

    重力指南針是Android手機(jī)的一款智能指南針應(yīng)用程序,安卓用戶可以在手機(jī)自帶的應(yīng)用商店下載并使用。該款應(yīng)用程序啟動(dòng)速度快且可免費(fèi)使用。重力指南針應(yīng)用程序具有指南針、地圖和水平儀3個(gè)功能,詳情界面見圖1,圖2,圖3,其中指南針功能中可以顯示經(jīng)緯度、海拔和磁場(chǎng)強(qiáng)度,此外非常簡(jiǎn)單地顯示了度數(shù)和真北,并且可以鎖定讀數(shù),設(shè)計(jì)較為人性化。在網(wǎng)絡(luò)無法連接的情況下指南針功能也可啟用。

    3 實(shí)驗(yàn)地概況

    為探索真實(shí)實(shí)驗(yàn)森林環(huán)境下手機(jī)指南針在森林調(diào)查中的應(yīng)用效果,本次實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)選擇在湖南省長(zhǎng)沙市大山?jīng)_森林公園。該公園屬湖南省省級(jí)森林公園,公園位于長(zhǎng)沙縣東部偏北的路口鎮(zhèn)境內(nèi),地處北緯28°2′58″~28°24′58″,東經(jīng)113°17′31″~113°19′08″。東與瀏陽(yáng)縣交界,南與長(zhǎng)沙縣的春華鎮(zhèn)接壤,東西寬2.8 km,南北長(zhǎng)3.5 km,土地總面積419.4 hm2,其中長(zhǎng)沙縣林業(yè)科學(xué)研究所國(guó)有土地面積186.1 hm2,其余土地為路口鎮(zhèn)水庫(kù)管理站和路口村集體土地[11]。

    實(shí)驗(yàn)地屬中亞熱帶濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候,公園范圍由3個(gè)沖溝及桂花湖和向家沖水庫(kù)2個(gè)水體構(gòu)成,園內(nèi)森林茂密,彎多、小沖溝多,形成了特有的小氣候環(huán)境??偟臍夂蛱卣魇菧睾?,熱量豐富,降水充沛,日照充足,四季分明,云層較多,無霜期長(zhǎng)。

    4 手機(jī)指南針在標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查中的應(yīng)用研究

    4.1 手機(jī)指南針精度測(cè)試

    4.1.1實(shí)驗(yàn)方法

    手機(jī)指南針在空曠地帶具有較好性能,為探究在復(fù)雜的森林環(huán)境下是否能達(dá)到森林羅盤儀的測(cè)量效果,采用手機(jī)指南針與森林羅盤儀作對(duì)比實(shí)驗(yàn),以檢驗(yàn)手機(jī)指南針測(cè)量方位角的精度。

    在一定點(diǎn)測(cè)量某一物體的方位角,分別將手機(jī)指南針與森林羅盤儀放在同一選定點(diǎn)觀察位置進(jìn)行方位角測(cè)量與讀數(shù),手機(jī)指南針有固定支架,固定支架采用網(wǎng)購(gòu)映客手機(jī)直播三角支架(圖4)。該支架采用萬向球形云臺(tái)設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)360°角度調(diào)節(jié),鋁制伸縮桿可拉伸2.1 m,手機(jī)指南針與羅盤儀對(duì)照測(cè)量示意圖如圖5所示,為提高手機(jī)指南針測(cè)量精度,在試驗(yàn)中采用三角尺重合指針且垂直于手機(jī)屏幕來確定三點(diǎn)一線,后期改進(jìn)設(shè)計(jì)了一個(gè)瞄準(zhǔn)裝置。

    4.1.2資料收集

    在大山?jīng)_森林公園選取4個(gè)林分作相應(yīng)的4個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū),分別是杉木實(shí)驗(yàn)區(qū)1,杉木實(shí)驗(yàn)區(qū)2,馬尾松實(shí)驗(yàn)區(qū)3與馬尾松實(shí)驗(yàn)區(qū)4。每個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)作17個(gè)選點(diǎn),共68個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn),每個(gè)區(qū)中每個(gè)點(diǎn)有其林分結(jié)構(gòu)的差異性和代表性,除林分起源外,本實(shí)驗(yàn)著重考慮林分郁閉度與林分徑級(jí)結(jié)構(gòu)2項(xiàng)因子,郁閉度分為疏(郁閉度0.2~0.39)、中(郁閉度0.4~0.69)、密(郁閉度0.7以上)3個(gè)類別,直徑結(jié)構(gòu)分為小徑材(林分平均直徑12 cm以下)、中徑材(林分平均直徑12~28 cm)與大徑材(林分平均直徑28 cm以上)3個(gè)類型。環(huán)境因子著重考慮林分坡度和下木覆蓋度。研究手機(jī)指南針在林內(nèi)是否適應(yīng)與可行性的指標(biāo)是指南針磁場(chǎng)強(qiáng)度大于20μt,方位角讀數(shù)在手機(jī)靜止情況下0.5 min內(nèi)讀數(shù)穩(wěn)定,若手機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下0.5 min內(nèi)讀數(shù)穩(wěn)定且2次讀數(shù)不超過1°,則認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)過程具有效性,森林環(huán)境的適應(yīng)性指標(biāo)等級(jí)為好,否則為差。在此前提下,再作羅盤儀對(duì)照實(shí)驗(yàn),分別記錄兩者觀測(cè)同一物體的方位角,并計(jì)算兩者的絕對(duì)誤差(表2)。

    4.1.3資料分析

    通過表2,對(duì)68個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析得出絕對(duì)誤差頻率統(tǒng)計(jì)表(表3)。

    1)手機(jī)指南針68個(gè)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明,手機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度讀數(shù)與方位角讀數(shù)均十分穩(wěn)定,均達(dá)到好的等級(jí),亦即適應(yīng)性指標(biāo)好,不論什么環(huán)境下,林內(nèi)與空曠地手機(jī)指南針具有一致性,亦即手機(jī)指南針與林分密度、坡度、林木大小等因子無關(guān),只與所在地磁場(chǎng)和大地磁場(chǎng)有關(guān),手機(jī)指南針在林內(nèi)具有普適性、穩(wěn)定性和可靠性。

    表2 華為暢享9S重力指南針V3.1.12與哈光DQL-12Z型森林羅盤儀精度對(duì)比

    2)根據(jù)精度對(duì)比性測(cè)驗(yàn),手機(jī)指南針與羅盤儀的讀數(shù)誤差不超過±2°,最大誤差不超過±4°,誤差呈現(xiàn)正態(tài)分布,以誤差為0°的頻數(shù)最多,有27次,占39.71%(表3、圖6、圖7)。

    另外,進(jìn)行絕對(duì)誤差的樣本統(tǒng)計(jì)(表4)。

    統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,手機(jī)指南針與羅盤儀的樣本誤差平均差為0.102°,絕對(duì)平均差僅差1.14°,標(biāo)準(zhǔn)差僅為1.61°,若將羅盤儀測(cè)量結(jié)果視為真實(shí)值,對(duì)68套實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),手機(jī)指南針平均精度為99.6%,作單樣本平均數(shù)的假設(shè)測(cè)驗(yàn),標(biāo)本標(biāo)準(zhǔn)誤為0.201 6,計(jì)算t值為0.1029/0.2016=0.5106,查自由度DF=68-1=67,T0.05=1.996,t=0.5106<1.996,推斷:H0:μ=0,即手機(jī)指南針與羅盤儀在方位角測(cè)量誤差上無顯著差異。綜合上述分析認(rèn)為,手機(jī)指南針具有羅盤儀相同的測(cè)量精度。

    表3 手機(jī)指南針與羅盤儀絕對(duì)誤差頻率統(tǒng)計(jì)

    圖6 手機(jī)指南針與羅盤儀對(duì)比性精度測(cè)驗(yàn)

    圖7 手機(jī)指南針與羅盤儀絕對(duì)誤差頻率

    表4 手機(jī)指南針與羅盤儀絕對(duì)誤差樣本統(tǒng)計(jì)

    4.2 手機(jī)指南針在標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查中與羅盤儀作對(duì)比性效率試驗(yàn)

    為驗(yàn)證手機(jī)指南針相較于羅盤儀在森林調(diào)查中的效率,在大山?jīng)_森林公園不同林分條件下分別用手機(jī)指南針和羅盤儀配合皮尺、花桿完成了16個(gè)25 m×25 m的標(biāo)準(zhǔn)地實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn),分別記作1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地、2號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地至16號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地,并記錄其閉合差和完成標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置時(shí)間,完成人員為論文小組成員共5人,其中一人作記錄,一人操作指南針和羅盤儀,一人操作花桿,兩人操作皮尺,此次試驗(yàn)不進(jìn)行每木檢尺。具體研究步驟如下:

    第一步:選擇標(biāo)準(zhǔn)地。選擇具有代表性的標(biāo)準(zhǔn)地,必須設(shè)置在同一林分內(nèi),不能跨越林分,不能跨越小河、道路或伐開的調(diào)查線,設(shè)在混交林內(nèi)時(shí),其樹種、林分密度分布應(yīng)均勻。記錄好標(biāo)準(zhǔn)地信息,確定好1號(hào)起點(diǎn)。

    第二步:設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地。分別用手機(jī)指南針和羅盤儀配合皮尺、花桿進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置,要求2次設(shè)置方位角相同,保持變量單一。

    第三步:記錄好標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置完成的工作時(shí)間和閉合差。

    第四步:內(nèi)業(yè)計(jì)算與分析。

    16個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地以5號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地和12號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地為例,外業(yè)調(diào)查記錄表如表5,表6。

    5號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用手機(jī)指南針完成設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地的時(shí)間為25 min,采用羅盤儀完成設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地的時(shí)間為32 min,手機(jī)指南針效率比羅盤儀提高7 min。手機(jī)指南針的絕對(duì)閉合差為0.35 m,羅盤儀的絕對(duì)閉合差為0.41 m,手機(jī)指南針的絕對(duì)閉合差比羅盤儀小0.06 m,且兩者的相對(duì)閉合差均滿足標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置要求,即相對(duì)閉合差不大于1/200。

    12號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用手機(jī)指南針完成設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地的時(shí)間為42 min,采用羅盤儀完成設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地的時(shí)間為46 min,手機(jī)指南針效率比羅盤儀提高4 min。手機(jī)指南針的絕對(duì)閉合差為0.45 m,羅盤儀的絕對(duì)閉合差為0.44 m,手機(jī)指南針的絕對(duì)閉合差比羅盤儀大0.01 m,且兩者的相對(duì)閉合差均滿足標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置要求,即相對(duì)閉合差不大于1/200。

    表5 手機(jī)指南針與羅盤儀效率對(duì)比(5號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地)

    表6 手機(jī)指南針與羅盤儀效率對(duì)比(12號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地)

    分別用手機(jī)指南針與羅盤儀配合花桿、皮尺設(shè)置16個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地的效率對(duì)比如表7所示,標(biāo)準(zhǔn)地平均絕對(duì)誤差對(duì)比和平均完成時(shí)間對(duì)比分別如圖8和圖9所示。

    由表7可知,在16個(gè)25 m×25 m標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置中,采用手機(jī)指南針設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地的絕對(duì)閉合差平均值為0.42 m,采用羅盤儀設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地的絕對(duì)閉合差平均值為0.49 m,通過對(duì)比,采用手機(jī)指南針設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地的絕對(duì)閉合差平均值比羅盤儀小0.07 m,采用手機(jī)指南針設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地的相對(duì)閉合差平均值為0.84/200,有2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地相對(duì)閉合差大于1/200,不符合要求,采用羅盤儀設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地相對(duì)閉合差平均值為0.98/200,有3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地相對(duì)閉合差大于1/200。在16個(gè)25 m×25 m標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置中,采用手機(jī)指南針平均完成時(shí)間約為34 min,采用羅盤儀平均完成時(shí)間約為38 min,采用手機(jī)指南針完成標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置的時(shí)間較羅盤儀縮短4 min。

    表7 手機(jī)指南針與羅盤儀效率對(duì)比

    由圖8可知,在16個(gè)25 m×25 m標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置中,僅有2個(gè)手機(jī)指南針設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地的相對(duì)閉合差大于羅盤儀,其余手機(jī)指南針設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地的閉合差皆小于羅盤儀設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地的閉合差。

    由圖9可知,在16個(gè)25 m×25 m標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置中,有13個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地手機(jī)指南針的完成設(shè)置時(shí)間低于羅盤儀,有3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地手機(jī)指南針的完成設(shè)置時(shí)間高于羅盤儀。

    綜上所述,在符合標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置要求的前提下,手機(jī)指南針的效率略高于羅盤儀。

    4.3 自制手機(jī)指南針改進(jìn)瞄準(zhǔn)裝置

    在本次實(shí)地測(cè)量中,采用三角尺的一條邊重合指針且垂直手機(jī)屏幕來進(jìn)行瞄準(zhǔn),為確保手機(jī)指南針的指針、人眼、被測(cè)樹木處于同一平面,減少人為誤差,提高手機(jī)指南針判定方向的精度,筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖10所示的屏幕支架配合10倍單筒望遠(yuǎn)鏡和三腳架使用。

    圖10中手機(jī)尺寸以iPhone6sPlus為例,手機(jī)屏幕支架為軟硅膠材質(zhì),可取換,不影響手機(jī)的日常使用且對(duì)手機(jī)外形不會(huì)造成刮傷。利用該款手機(jī)屏幕支架固定10倍單筒望遠(yuǎn)鏡,通過設(shè)計(jì)制作,將支架卡座卡在手機(jī)屏幕正中間,以保證望遠(yuǎn)鏡與手機(jī)指南針的指針構(gòu)成的平面與手機(jī)屏幕所在平面垂直,從而確保手機(jī)指南針的指針、人眼、被測(cè)樹木三點(diǎn)一線。同時(shí)屏幕支架皆依據(jù)美學(xué)理論嚴(yán)格控制比例,提供給用戶最佳的美學(xué)體驗(yàn)。望遠(yuǎn)鏡與手機(jī)屏幕的連接處間隔20 mm,既不影響手機(jī)指南針屏幕讀數(shù),也將材料成本和美學(xué)體驗(yàn)結(jié)合到最佳。

    望遠(yuǎn)鏡為10倍單筒望遠(yuǎn)鏡,與羅盤儀的鏡頭類似,鏡內(nèi)設(shè)置3條豎直線,能夠快速判別被測(cè)樹木或花桿是否與手機(jī)指南針的指針重合,作者查詢資料得知,10倍單筒望遠(yuǎn)鏡價(jià)格30~300元不等。手機(jī)三腳架為作者查詢搜集資料所得,市場(chǎng)上普遍將該產(chǎn)品用于視頻直播和拍照,價(jià)格20~200元不等。整套改進(jìn)瞄準(zhǔn)裝置成本可控制在500元以內(nèi),相較于羅盤儀的購(gòu)買和維護(hù)成本,該裝置將是林業(yè)調(diào)查測(cè)量工具的一大進(jìn)步。由于時(shí)間和成本有限,本產(chǎn)品尚未作出成品,若經(jīng)市場(chǎng)檢驗(yàn)具有可推廣性,該產(chǎn)品將嘗試向市場(chǎng)推廣。

    圖10 手機(jī)指南針改進(jìn)瞄準(zhǔn)裝置

    5 結(jié)論

    通過手機(jī)重力指南針V3.1.12與哈光DQL-12Z型森林羅盤儀在森林調(diào)查中進(jìn)行精度、效率對(duì)比分析,研究結(jié)果表明,手機(jī)指南針不受森林環(huán)境的影響,在精度上,手機(jī)指南針方位角測(cè)量與羅盤儀測(cè)量誤差的標(biāo)準(zhǔn)差僅為1.61°,t檢驗(yàn)結(jié)果表明,手機(jī)指南針與羅盤儀在方位角測(cè)量誤差上無顯著差異。結(jié)合皮尺設(shè)置16個(gè)25 m×25 m的標(biāo)準(zhǔn)地實(shí)驗(yàn)中,手機(jī)指南針的平均設(shè)置完成時(shí)間為34 min,羅盤儀為38 min,手機(jī)指南針略提高工效4 min,因此,手機(jī)指南針在標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查中的完成效率略高于森林羅盤儀。另外,分析與探討手機(jī)指南針在林業(yè)調(diào)查中的注意事項(xiàng)與操作技術(shù),創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了減少手機(jī)指南針使用時(shí)人為誤差的屏幕支架。由于時(shí)間和成本有限,該屏幕支架未制作成為成品,待成品制作完成后,將結(jié)合手機(jī)指南針繼續(xù)研究其如何提高精度,并研究分析手機(jī)指南針的適用性。手機(jī)指南針具有數(shù)字化快捷讀數(shù)、攜帶與操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),如果手機(jī)指南針采用固定支架并安裝瞄準(zhǔn)裝置,可替代羅盤儀成為森林標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查信息化、數(shù)字化工具。

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