第一篇:GPS在國土資源管理中的應用及前景
GPS在國土資源管理中的應用及前景
【摘 要】GPS技術經(jīng)過這些年的發(fā)展,日益成熟,廣泛應用于各種行業(yè),它與GIS技術的有機結合將成為人們信息處理最強有力的工具。GPS技術在國土資源管理工作中發(fā)揮重要作用。本文著重闡述了GP5在土地測繪中的應用以及前景預測。
【關鍵詞】地籍測量;動態(tài)監(jiān)測;勘測定界
GPS技術具有速度快、精度高、效益好等優(yōu)點,在國土資源管理領域應用中取得了良好效果,并且隨著我國土地使用制度改革的不斷深化,GPS應用前景更加廣闊。
1.GPS在地籍測量中的應用
1.1GPS在地籍控制測量中的應用
根據(jù)國家土地局頒布的《城鎮(zhèn)地籍調查規(guī)程》要求,地籍平面控制網(wǎng)可布設為二、三、四等三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)及邊角網(wǎng),一、二級小三角網(wǎng),并且各等級地籍平面控制網(wǎng)點,根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)模均可作為首級控制。四等網(wǎng)中最弱相鄰點的相對點位中誤差及四等以下網(wǎng)最弱點(相對于起算點)的點位中誤差不得超過5cm。《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)(RTK)測量技術規(guī)范》中一二三級控制點的點位中誤差≤5cm,完全滿足《城鎮(zhèn)地籍調查規(guī)程》的要求。所以,嚴格按照《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)(RTK)測量技術規(guī)范》的要求,先用合適的儀器,無論做動態(tài)RTK測量或靜態(tài)測量,所得控制結果應滿足《城鎮(zhèn)地籍調查規(guī)程》要求。
1.2把GPS新技術引入地籍要素測量中
地籍要素測量的內容有:界址點、線及重要的界村設施,行政區(qū)域和地籍區(qū)、地籍子區(qū)的界線,建筑物和永久性的構筑物地類界和保護區(qū)的界線。由地籍調查規(guī)程所知,界址點分為1至3級,界址點相對于鄰近控制點點位誤差和相鄰界址點間的間距誤差中誤差分別為5cm、10cm、15cm。應用GPS迸行地籍控制測量,不要求通視,這樣避免了常規(guī)地籍控制工作點位選取的局限條件,利用GPS的RTK技術能滿足上述精度要求,建議在適合GPS技術的測區(qū)使用該項技術。配合全站儀等測量工具,采用極坐標法、圖解交會法等進行測量,這樣有利于加快地籍細部測量進度。
2.手持式GPS接收機在土地利用動態(tài)監(jiān)測中的應用
監(jiān)察工作作為國土資源管理工作的重要方面,具有時效性。在當前的工作模式下,由國土監(jiān)察人員在動態(tài)巡察時,發(fā)現(xiàn)有違法用地或違法采礦時,通知測繪部門進行實地測繪、定位、面積計算工作。這種工作模式效率低,同時存在人為因素。而在新近國土資源部推出監(jiān)察試點城市,即將配備的動態(tài)監(jiān)察車輛中,有攝像頭、手持GPS接收機、上網(wǎng)部件等設備,攝像頭拍攝違法現(xiàn)狀,手持GPS接收機實測違法用地或違法采礦點點位坐標和范圍,并通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)發(fā)至省級國土部門和國土資源部監(jiān)察部門。這種工作模式將使監(jiān)測速度和精度大大提高,克服了傳統(tǒng)監(jiān)測方法的種種弊端。省時省工,適用于各種各樣復雜的變更情況,真正地實現(xiàn)了動態(tài)監(jiān)測的實時性和數(shù)值化,保證了土地利用現(xiàn)狀調查的現(xiàn)勢性。目前,國內土地動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)還不完善,由此,把尖端的GPS技術應用于土地利用動態(tài)監(jiān)測的大膽嘗試,將大大加快動態(tài)監(jiān)測的進程.為形成實時、高效的動態(tài)監(jiān)測體系奠定基礎。但是,手持差分型GPS接收機的內業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件中的繪圖模塊所繪制圖件與土地利用現(xiàn)狀圖相差較大.由此就存在著野外實測與內業(yè)成圖的不匹配。利用GPS差分技術進行監(jiān)測點定位,定位數(shù)據(jù)使用微機軟件自動成圖,解決好野外監(jiān)測與內業(yè)成圖的連續(xù)性,在這方面還有待于有關人員研究開發(fā)。
3.實時動態(tài)定位(RTK)技術在建設用地勘測定界中的應用
土地勘測定界是根據(jù)土地征收、征用、劃撥、出讓、農用地轉用、土地利用規(guī)劃及土地開發(fā)、整理、復墾等工作的需要,實地界定土地使用范圍、測定界址位置、調繪土地利用現(xiàn)狀,計算用地面積,為國土資源行政主管部門用地地籍管理等提供科學、準確的基礎資料而進行的技術服務性工作。建設用地勘測定界的工作穆序為:審查用地文件及有關圖件――現(xiàn)場踏勘――圖上紅線設計――實地放樣――復核測量――面積量算――繪建設地界圖――填繪建設用地管理圖――資料的管理――歸檔。對照《土地勘測定界規(guī)程》和《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)(RTK)測量技術規(guī)范》,GPS的RTK技術完全能夠滿足《土地勘測定界規(guī)程》的精度要求,利用GPS的RTK技術進行勘測定界放樣,能避免解析法放樣、關系距離放樣等放樣方法的復雜性,同時也簡化了建設用地勘測定界的工作程序,特別是對公路、鐵路、河道、輸電線路等線性工程和特大工程的放樣更為有效和實用。
4.GPS與GIS的有機結合對地籍信息系統(tǒng)的影響
GIS技術即地理信息系統(tǒng),最早由土地部門發(fā)展起來,是在計算機硬件和軟件技術下,運用地理信息科學和系統(tǒng)工程理論,科學管理和綜合分析各種地理數(shù)據(jù),提供管理、模擬、決策、規(guī)劃、預測和預報等任務所需要的各種地理信息的技術系統(tǒng)。它在國土管理方面應用主要包括:土地管理信息系統(tǒng)、土地利用動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和地籍管理信息系統(tǒng)。GPS由于定位的高精度和應用的靈活性,目前已經(jīng)成為土地調查中進行空間定位的主要手段。在土地資源分布調查中,GPS可以作為獨立數(shù)據(jù)獲取手段之一。對于權屬劃撥引起的用地類型改變的情況,可以使用GPS接收機在野外獲取變化區(qū)域的定位數(shù)據(jù),在此基礎上對土地資源數(shù)據(jù)庫進行更新。此外,在土地利用動態(tài)監(jiān)測中,GPS可以作為遙感技術的輔助定位手段。
隨著GPS技術的不斷發(fā)展,特別是GPS、GIS、R S(遙感系統(tǒng))的有機結合,GPS將在國土資源管理工作中應用更為廣泛。GPS技術在國土領域發(fā)揮重大作用并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
【參考文獻】
[1]城鎮(zhèn)地籍調查規(guī)程.
[2]土地勘測定界規(guī)程.
[3]全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)(RTK)測量技術規(guī)范.
[4]現(xiàn)代應用測量學,西安地圖出版社,ISBN7-80670-514-7.
第二篇:GPS在控制測量中的應用前景
試說明GPS在控制測量中的應用前景
一、GPS在城市領域范圍控制測量中的應用研究。為加快鄭州市城市化進程,代寫工程管理碩士畢業(yè)論文擴大城市規(guī)模,把鄭州建設成為國家區(qū)域性中心城市,河南目前正在實施“中心城市群”帶動戰(zhàn)略,要在鄭東新區(qū)已經(jīng)基本成形的基礎上加快推進“大鄭東新區(qū)”建設。常規(guī)控制測量如三角測量、導線測量,要求點間通視,費工費時,而且精度不均勻。GPS測量無需點間通視且能夠高精度地進行各種控制測量。區(qū)域GPS控制網(wǎng)的特點是控制區(qū)域有限(或一個市或一個地區(qū)),邊長短(一般從幾百米到20km),觀測時間短(靜態(tài)定位的幾十分鐘至
一、兩個小時),就其作用而言分為:1)建立新的地面控制網(wǎng);2)檢核和改善已有地面網(wǎng);3)對已有的地面網(wǎng)進行加密;4)擬合區(qū)域大地水準面。GPS測量技術在區(qū)域控制測量中的應用,證明了以下結論:采用GPS技術進行高等級控制網(wǎng)的測量具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便等優(yōu)點。GPS新技術用于超大城區(qū)控制在資金和時間上有明顯優(yōu)勢。用較短的作業(yè)時間達到了預期的目的。為保證按時完成其他測繪工程打下了堅實的基礎。用較少的投入取得了控制面積100km2的測繪成果。用高精度保證了后工序各項成果的數(shù)學精度,該項目已順利通過驗收,全部成果質量被評為優(yōu)。
二、GPS技術在公路測量中的應用前景探討。GPS技術應用于公路測量是公路外業(yè)勘測的一項重大技術革命,其應用及開發(fā)的前景十分廣闊。尤其是實時動態(tài)(RTK)定位技術在公路測量中蘊含著巨大的技術潛力,GPS中的RTK技術在公路測量中的應用及其對公路勘測的巨大推進作用。實時動態(tài)(RTK)定位有快速靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩種測量模式,兩種定位模式相結合,在公路工程中的應用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監(jiān)理和GIS(地理信息系統(tǒng))前端數(shù)據(jù)采集。GPS在公路勘測中的應用,對高等級公路的勘測手段和作業(yè)方法產(chǎn)生了革命性的變革,極大地提高了勘測精度和勘測效率,特別是實時動態(tài)(RTK)定位技術將在公路勘測、施工和后期養(yǎng)護、管理方面有著廣闊的應用前景。
三、GPS在大地控制測量中的應用。GPS定位技術以其精度高、速度快、費用省、操作簡便等優(yōu)良特性被廣泛應用于大地控制測量中。GPS網(wǎng)分為兩大類:一類是全球或全國性的高精度GPS網(wǎng),這類GPS網(wǎng)中相鄰點的距離在數(shù)千公里至上萬公里,其主要任務是作為全球高精度坐標框架或全國高精度坐標框架,為全球性地球動力學和空間科學方面的科學研究工作服務,或用以研究地區(qū)性的板塊運動或地殼形變規(guī)律等問題。另一類是區(qū)域性的GPS網(wǎng),包括城市或礦區(qū)GPS網(wǎng),GPS工程網(wǎng)等,這類網(wǎng)中的相鄰點間的距離為幾公里至幾十公里,其主要任務是直接為國民經(jīng)濟建設服務。作為大地測量的科研任務是研究地球的形狀及其隨時間的變化,因此建立全球覆蓋的坐標系統(tǒng)一的高精度大地控制網(wǎng)是大地測量工作者多年來一直夢寐以求的。直到空間技術和射電天文技術高度發(fā)達,才得以建立跨洲際的全球大地網(wǎng),但由于vlbi、slr 技術的設備昂貴且非常笨重,因此在全球也只有少數(shù)高精度大地點,直到GPS技術逐步完善的今天才使全球覆蓋的高精度GPS網(wǎng)得以實現(xiàn),從而建立起了高精度的(在1-2cm)全球統(tǒng)一的動態(tài)坐標框架,為大地測量的科學研究及相關地學研究打下了堅實的基礎。GPS網(wǎng)的特點是控制區(qū)域有限(或一個市或一個地區(qū)),邊長短(一般從幾百米到20km),觀測時間短(從快速靜態(tài)定位的幾分鐘至一兩個小時)。由于GPS定位的高精度、快速度、省費用等優(yōu)點,建立區(qū)域大地控制網(wǎng)的手段我國已基本被GPS技術所取代。就其作用而言分為建立新的地面控制網(wǎng);檢核和改善已有地面網(wǎng);對已有的地面網(wǎng)進行加密;擬合區(qū)域大地水準面。
第三篇:GPS的應用前景
GPS的應用前景
最初設計GPS的主要目的是用于導航、收集情報等軍事目的。但后來的應用開發(fā)表明,GPS不僅可以達到上述目的,而且用GPS衛(wèi)星信號能夠進行厘米級甚至毫米級精度的靜態(tài)相對定位、米級至亞米級精度的動態(tài)定位、亞米級至厘米級精度的速度側量和納秒級精度的時間測量。
用GPS信號可以進行海、陸、空的導航,導彈制導,大地測t和工程測量的精密定位,時間傳遞和速度側t等。在測繪領域, GPS定位技術已用于建立高精度的大地測量控制網(wǎng),測定地球動態(tài)參數(shù);建立陸地及海洋大地測量基準,進行高精度海陸聯(lián)側及海洋測繪;監(jiān)測地球板塊運動狀態(tài)和地殼形變;在工程測量方面,已成為建立城市與工程控制網(wǎng)的主要手段;在精密工程的變形監(jiān)測方面,它也發(fā)揮著極其重要的作用;同時GPS定位技術也用于測定航空航天攝影瞬間相機的位置,可在無地面控制或僅有少量地面控制點的情況下進行航測快速成圖,引發(fā)了地理信息系統(tǒng)及全球環(huán)境遙感監(jiān)測的技術革命。
可以預測,隨著GPS技術的進一步發(fā)展.GPS的應用將進人我們的日常生活,甚至會改變我們的生活方式。所有的運載工具,都將依賴于GPS,手表式的GPS接收機,將成為旅游者的忠實導游。GPS就像移動電話、計算機互聯(lián)網(wǎng)一樣對我們的生活產(chǎn)生影響一樣,人們將逐漸離不開它。
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第四篇:GPS在林業(yè)中的應用
GPS在林業(yè)中的應用
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2012年 06月 20
目錄
前言..................................................................................................................................................3 1GPS在林業(yè)中的應用簡介............................................................................................................3
1.1 應用功能...........................................................................................................................4
1.1.1 GPS定位功能.........................................................................................................4 1.1.2 GPS測距功能.........................................................................................................5 1.1.3 GPS測速與導向.....................................................................................................5 GPS在森林調查中的應用...........................................................................................................5
2.1 GPS在森林調查及資源管理中的應用.............................................................................6
2.1.1 測定森林分布區(qū)域.................................................................................................6 2.1.2 進行樣地初設與復位.............................................................................................6 2.1.3 利用手持GPS導航伐開境界線............................................................................6 2.1.4 利用差分或測量型GPS對林區(qū)各種境界線實施精確勘測、制圖和面積求算 7 2.2 GPS在野生動植物資源調查中的作用.............................................................................7
2.2.1 在動物資源調查中的作用.....................................................................................7 2.2.2 在植物資源調查中的作用.....................................................................................7 GPS 在林業(yè)作業(yè)中的應用..........................................................................................................8
3.1 GPS在林業(yè)生產(chǎn)和規(guī)劃中的應用....................................................................................8
3.1.1 在工程測量中的應用.............................................................................................8 3.1.2 GPS在伐區(qū)調查設計中的應用..............................................................................8 3.1.3 在林業(yè)專題圖制作中的應用.................................................................................8 3.2 GPS在造林中的應用........................................................................................................8
3.2.1 GPS在飛播造林中的應用.....................................................................................8 3.2.2 GPS在造林分類、清查中的應用..........................................................................9 3.3 GPS在森林資源評估及森林資源管理中的應用.............................................................9
3.3.1 設計踏查.................................................................................................................9 3.3.2 采伐設計.................................................................................................................9 3.3.3 林地管理...............................................................................................................10 3.3.4 驗收檢查...............................................................................................................10 3.3.5 毀林案件勘察.......................................................................................................10 4 GPS在森林保護中的作用.........................................................................................................10 4.1 GPS在森林防火中的應用..............................................................................................10 4.1.1 GPS在林火信息管理中的應用............................................................................10 4.1.2 森林防火中GPS的技術應用..............................................................................11 4.2 GPS在森林病蟲害的監(jiān)測與防治中的應用...................................................................11 4.2.1 病蟲害的監(jiān)測.......................................................................................................11 4.2.2 在病蟲害防治和農藥噴灑中的應用...................................................................11 5 GPS在林業(yè)其他方面的應用.....................................................................................................12 5.1 GPS在森林旅游及探險中的應用..................................................................................12 5.2 GPS在林業(yè)科學研究中的應用......................................................................................12 6總結.............................................................................................................................................13
前言
隨著科學技術的進步和發(fā)展,林業(yè)系統(tǒng)新技術應用越來越普及,應用范圍越來越廣泛。特別是GPS技術的推廣應用,在森林資源監(jiān)測、營林規(guī)劃設計、森林災害預警、科學宏觀決策等方面帶來了深刻的變革和重大影響,顯著提高了林業(yè)系統(tǒng)各部門的經(jīng)營管理水平。
在林業(yè)系統(tǒng)中,GPS的普及應用有效地提高了林業(yè)工作的效率和精度,改變了傳統(tǒng)的林業(yè)工作模式,實現(xiàn)了無紙化和一體化作業(yè)流程,使林業(yè)的工作模式出現(xiàn)了質的突破,大大地提高了林業(yè)調查內、外業(yè)的效率和精度。GPS是林業(yè)部門未來作業(yè)中必不可少的工具,廣泛使用一定會取得巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。GPS在林業(yè)中的應用簡介
GPS系統(tǒng)是一個高精度、全天候和全球性的無線電導航、定位和定時的多功能系統(tǒng),將GPS這一先進的測量技術應用在林業(yè)工作中,能夠快速、高效、準確地提供點、線、面要素的精密坐標,完成森林調查與管理中各種境界線的勘測與放樣落界,成為森林資源調查與動態(tài)監(jiān)測的有力工具。GPS技術在確定林區(qū)面積、估算木材量、計算可采伐木材面積、確定原始森林道路位置、對森林火災周邊測量和測定地區(qū)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優(yōu)越的定位、導航技術可以發(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。GPS在林業(yè)中的應用已經(jīng)不再局限于以上這些功能,它在林業(yè)應用中的不斷深入和擴展必將改變林業(yè)現(xiàn)狀,使林業(yè)步入現(xiàn)代化的行列,為社會和經(jīng)濟的發(fā)展提供有力的保障。
在森林、樹叢和山系中考察時,如何辨別方向,如何返回,是林業(yè)工作者面臨的實際問題。森林、樹叢中沒有定位、導向路標,如何返回出發(fā)地和標本采集地亦是難題。有許多人在科學考察中可能有過時間長短不一的迷路經(jīng)歷。全球定位系統(tǒng)(GPS)的出現(xiàn),使林業(yè)工作者在野外工作中有了新的導向、定位工具。GPS利用分布于外層空間的多顆衛(wèi)星為地球表面任意一點提供定位、導航和測繪服務。除了軍事用途外,GPS也廣泛用于民用。GPS定位導航儀利用接到的衛(wèi)星
播放的信號,經(jīng)過幾何計算來確定位置。全球定位系統(tǒng)播放衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星位置推算信號,前者給出系統(tǒng)中每一顆衛(wèi)星的位置和狀況,后者給出播放信號之衛(wèi)星的定位信息。GPS定位導航儀接到信號后,根據(jù)接收信號的時間與發(fā)射初始時間之差計算出定位導航儀與衛(wèi)星之間的距離。當算出與至少三顆定位衛(wèi)星之間的距離后,GPS定位導航儀就能確定其在地球表面的空間位置。現(xiàn)在,全球定位系統(tǒng)接收儀的體積越來越小,像袖珍計算器的大小,重量不足400克的手持式全球定位系統(tǒng)定位導航儀的面世,給野外的定位、導向和測速帶來了極大的便利。使用全球定位系統(tǒng)能在兩分鐘內確定工作人員所在位置的經(jīng)緯度和海拔高度。其天線亦可以分離安裝在汽車的擋風玻璃上。民用型GPS定位儀的單機精度一般為15米,實際使用時定位精度可能更高些。
1.1 應用功能
林業(yè)工作者在野外工作中可以使用手持GPS定位導航儀進行定位、測距、測線、測面積和導向等功能。
1.1.1 GPS定位功能
在野外工作中確定位置是定向測距的第一步。GPS定位導航儀具有自動抽樣定位功能。有些型號能每10分鐘自動開機定位將數(shù)據(jù)記錄于緩沖區(qū),然后自動關機,有的能夠連續(xù)25小時自動定位記錄信息。利用GPS的定位功能,不但可以將標本或數(shù)據(jù)采集地點的精確位置記錄下來,而且依靠其導向功能多少年后,即使地表景觀和標志物改變了,亦能找到過去的標本采集地點,并不需要借助地圖。這一優(yōu)點在大海、大湖、沙漠和林業(yè)中顯得更為重要。通過GPS可以將地理位置轉化成GIS的數(shù)據(jù)格式并輸入到GIS中,通過GIS來產(chǎn)生地圖,如過火區(qū)邊緣,交通道路,防火隔離帶都可以用GPS將其采集到GIS中。GPS可以把野外采集到的地理位置轉化成點、線、或多邊形數(shù)據(jù)。撲火隊伍和運載貨物的裝備配有GPS和相應的通訊設施后,就可以將隊伍行進的位置和路線及時傳輸?shù)街笓]部的GIS系統(tǒng)之中,GIS就可以準確地定位到地圖之中。從而就可以對行動的方向、位置、到達的目標地,及時的糾正和調整。
1.1.2 GPS測距功能
利用輸入定位點數(shù)據(jù),或某地點的經(jīng)緯度和海拔高度,GPS定位導航儀能計算地球表面上任意兩點間的距離。在野外工作中,可以將出發(fā)點或工作點儲存為定位點。然后可隨時測定距這地點的距離。亦可測定任意兩個定位點間的距離。于是,解決了野外樣線調查時樣線長度的測定。樣線的長度常達數(shù)千米或數(shù)萬米,若用皮尺和記步器測定,或是無法實現(xiàn)或是誤差較大。當我們研究野生樹種的生長區(qū)域或生長地點時,利用GPS定位導航儀將這些地點定位并儲存后,可以研究某些樹種在某些區(qū)域的分布,以及這些樹種的生存條件如地理位置、地貌、氣候、濕度,同時也可研究該林區(qū)的整個生態(tài)系統(tǒng)的不同組成的分布。當測定某樹種的分布區(qū)域時,只要將分布區(qū)的最寬處兩點定位,GPS定位導航儀均能在瞬間計算出分布區(qū)域的寬度,也可通過測得的數(shù)據(jù)算出其面積。同時把不同的樹種的數(shù)據(jù)記錄并描繪成圖,就可以得到該區(qū)域內樹種的分布圖,并可根據(jù)最新發(fā)現(xiàn)隨時更新舊圖。
1.1.3 GPS測速與導向
GPS具有測定速度和方向導航的功能。在人跡罕至、地形復雜、地物豐富和交通不便的偏遠山區(qū),尤其原始森林、天然林中大樹遮天,面積廣闊,難辨方向,常常造成工作人員迷失方向,GPS的導航功能可以使人們順利的找到出發(fā)的起始地點。GPS在森林調查中的應用
在森林資源一類調查中,利用GPS的導航功能,輸入固定樣地的坐標,由GPS接收機引導調查人員到達樣地,不僅定位速度快、精度高,而且可以將原有的明標改成暗標。在森林資源二類調查中,利用GPS進行測量定位,可以快速、高效、方便地把調查的樣本單元落實到地面上進行測量和調查。同時,儲存在 GPS 接收機中的樣地坐標及調查數(shù)據(jù)還可通過數(shù)據(jù)轉化直接形成數(shù)據(jù)庫,從而有利于數(shù)據(jù)的匯總統(tǒng)計。
2.1 GPS在森林調查及資源管理中的應用 2.1.1 測定森林分布區(qū)域
美國林業(yè)局根據(jù)林區(qū)的面積和區(qū)內樹木的密度來銷售木材,對木材面積的測量閉合差必須小于1%。在一塊用經(jīng)緯儀測量過面積的林區(qū),采用GPS沿林區(qū)周邊及拐角處進行了GPS定位測量并進行偏差糾正,得到的結果與已測面積誤差為0.03%,這一實驗證明了測量人員只要利用GPS技術和相應的軟件沿林區(qū)周邊使用直升飛機就可以對林區(qū)的面積進行測量。過去測定所出售木材的面積要求用測定面積的各拐角和沿周邊測量兩種方法計算面積,使用GPS進行測量時,沿周邊每點上都進行了測量,而且測量的精度很高。
2.1.2 進行樣地初設與復位
在我國森林資源清查中,固定樣地的定位與復位測量是采用地形圖引線定位和直接搜尋樣地的方法,此法費工費時而且精度較低。GPS技術的快速動態(tài)定位特性,為上述工作提供了有力的技術支持。差分定位是目前GPS最為廣泛使用的方法,其基本思路是:借助一個已知精確位置的參考點(一般為國家級測量控制點)和一個數(shù)據(jù)通信鏈(無線電),使用GPS接收機和電臺達到運動載體實時精確動態(tài)定位的目的。差分方法有偽距差分、坐標差分、相位差分3種。利用差分GPS導航功能,只要輸入固定樣地的縱橫坐標,按導航方向可直接到達樣地中心。通過2003年連續(xù)清查使用GPS技術發(fā)現(xiàn),較以前方法提高工作效率2倍以上,且精度極高。
2.1.3 利用手持GPS導航伐開境界線
利用手持GPS導航伐開境界線,如平坦地林班線的伐開和確立標樁。以往該類工作采用角規(guī)、拉線等方法,工作強度大、誤差高、準確度低,進場需要反工,浪費嚴重。采用GPS后,利用其航跡紀錄和測角、測距功能,不但降低了勞動強度,而且準確度高,落圖簡便,極大的提高了效率。
2.1.4 利用差分或測量型GPS對林區(qū)各種境界線實施精確勘測、制圖和面積求算
如:各種道路網(wǎng)、局界、場界地類位置和繪制圖形并求算面積,轉繪于林業(yè)基本用圖上,達到對各種森林地類變化的動態(tài)監(jiān)測的目的,測量精度達到分米級。利用差分或測量型GPS進行圖面區(qū)劃界線的精確現(xiàn)地落界,如兩荒界、行政區(qū)界等,解決現(xiàn)地界線不清和標志位置不準的普遍存在的問題。
2.2 GPS在野生動植物資源調查中的作用 2.2.1 在動物資源調查中的作用
在野生動物資源調查中,利用GPS接收機尋找樣帶的起點,并根據(jù)輸入的樣帶終點坐標引導調查人員在規(guī)定的樣帶線內調查。由于接收機還有存儲運動軌跡的功能,因此可以在數(shù)據(jù)轉化時顯示調查的速度、軌跡的數(shù)據(jù),從而對調查質量進行質量監(jiān)督和管理。另外GPS還可用于野生動物棲息地的定位,根據(jù)棲息地的森林景觀類型權數(shù)推算總體種群數(shù)量。
2.2.2 在植物資源調查中的作用
在野生植物資源調查中利用GPS進行生物密度分析,初設及復位樣地對植物的多度和頻度進行調查。GPS定位可以對古樹名木及稀特有植物進行研究和保護。GPS 在林業(yè)作業(yè)中的應用
3.1 GPS在林業(yè)生產(chǎn)和規(guī)劃中的應用 3.1.1 在工程測量中的應用
GPS可以克服山高林密、交通和透視條件差或常規(guī)測量困難及精度不高等林業(yè)工程測量的不足,可以快速、高效地實現(xiàn)森林資源勘察、地形測量、林區(qū)公路勘測等。
3.1.2 GPS在伐區(qū)調查設計中的應用
采伐林地一般是地形陡峭、樹高郁閉、灌木叢生,常規(guī)伐區(qū)調查難度大或精度不高,采用GPS 接收機進行伐區(qū)調查設計,可以克服因植被阻擋和坡度造成的通視困難,隨調查人員的運動實時記錄下伐區(qū)邊界坐標及運動軌跡,與計算機接口后方便地進行標圖并求出伐區(qū)面積。
3.1.3 在林業(yè)專題圖制作中的應用
GPS可用于在森林調查樣點和生長預估,觀測樣點的導航定位,可用于林區(qū)公路、涵洞和各種物標的測量,可用于種群分布、數(shù)量和野生動物遷移區(qū)的確定。GPS在測量學上帶來的變革,徹底改變了傳統(tǒng)林業(yè)專題圖在制作上的手工繪制成圖慢、精度低、投入高的缺點。GPS配合地理信息系統(tǒng)可以滿足多種專題圖制作的要求,并實現(xiàn)出圖的準確、高效和自動化。
3.2 GPS在造林中的應用
3.2.1 GPS在飛播造林中的應用
利用GPS的導航功能,可以更有效地實施飛播造林工程。這種方法可以減少地面工作人員數(shù)量、降低勞動強度、節(jié)約飛播經(jīng)費、加快了飛播進度,為實施大面積、大規(guī)模造林工程提供了技術保障
在沒有采用GPS之前,飛行員很難對已播和未播林地進行判斷,經(jīng)常會出現(xiàn)重播和漏播的情況,飛播效率很低。采用GPS后,利用其航跡記錄功能,飛行員可以輕松了解上次播種的路線,從而有效避免了漏播和重播。此外,利用航線設定功能,飛行員可以在地面對飛行距離和航線進行設定,在飛行中按照預先設定好的航線工作,極大地降低了作業(yè)難度。
3.2.2 GPS在造林分類、清查中的應用
利用GPS 的航跡記錄和求面積功能,林業(yè)工作人員很容易對物種林的分布和大小進行紀錄整理,同時了解采伐和更新的比例,對各林業(yè)類型進行標注,方便了林業(yè)的管理。在我國黑龍江和吉林、內蒙等省區(qū)的分類經(jīng)營、造林普查、資源調查中,已經(jīng)開始大量采用GPS技術,取得了很好的效果,不但節(jié)省了大量的人力、物力和資金,而且極大的提高了工作效率。實踐證明,采用GPS完全可以取代傳統(tǒng)的角規(guī)加皮尺的落后測量手段,并取得極大的經(jīng)濟效益。
3.3 GPS在森林資源評估及森林資源管理中的應用
在森林資源評估:在進行森林資產(chǎn)評估時,可以用GPS接收機和數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)精確地測定各林種、各不同年齡林分的面積,水資源、農田、荒山、宜林地等面積,從而避免評估中的主觀隨意性,提高森林資產(chǎn)評估的準確性、公正性和科學性。
3.3.1 設計踏查
使用GPS對準備采伐的伐區(qū)、小班進行踏查,初步確定小班及伐區(qū)的位置、面積、運材線路等,經(jīng)過內業(yè)進一步篩選后,確定需采伐的小班;對占用的林地,使用GPS進行初步定位、量測,以決定是否審批或初步計算各種補償費用。
3.3.2 采伐設計
在采伐設計中,可使用GPS定位、求面積、割分采伐小班,將GPS采集的數(shù)據(jù)提供給資源管理GIS,能夠繪制采伐設計圖,還可用于運材林道的設計等等。
3.3.3 林地管理
林地資源是林業(yè)生存與發(fā)展的基礎。對各種征占、侵占林地的行為,可用GPS準確定位、求面積,將GPS采集的外業(yè)數(shù)據(jù)提供給GIS,繪制出被征占、侵占林地的準確位置、面積及圖形。
3.3.4 驗收檢查
在對采伐的小班進行驗收時,使用GPS可快速、準確地定位所采伐的小班位置是否正確、面積是否準確、是否超邊越界等。
3.3.5 毀林案件勘察
毀林案件勘察、亂砍濫伐、毀林開墾、蠶食林地、放牧毀壞造林地等的林政案件時有發(fā)生,使用GPS可快速、準確地勘察被毀林地的位置、面積,并可用GPS采集的數(shù)據(jù),繪制出被毀林地的位置圖,為案件的處理提供準確數(shù)據(jù)。GPS在森林保護中的作用
4.1 GPS在森林防火中的應用 4.1.1 GPS在林火信息管理中的應用
GPS和地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感技術相結合,可以建立高效、實時、實用的林火信息管理系統(tǒng),一旦發(fā)生森林火災,只需輸入利用遙感技術獲得的火點坐標,系統(tǒng)即可自動選定最佳的行進線路,利用GPS接收機對撲火隊進行實時的導向和定位,從而及時、準確到達火場,組織撲救工作。另外,GPS還可以簡單精確地測定受災林地面積,估計森林火災的損失,并輸出森林火災受害圖、火險等級圖等,對森林防火有重要的意義。
4.1.2 森林防火中GPS的技術應用
采用手持GPS進行火場定位、火場布兵、火場測面積、火災損失估算,精確度高、安全性強,能夠實時、快速、準確地測定火險位置和范圍,為防火指揮部門提供決策依據(jù),已為國內外防火機構廣泛采用。
GPS技術在森林防火上可發(fā)揮重要作用。我國較早利用的如沾河林業(yè)局,利用差分GPS技術,在防火飛機的環(huán)動儀上安裝熱紅外系統(tǒng)和GPS接收機。防火飛機巡飛時,如有火情熱紅外系統(tǒng)立刻發(fā)現(xiàn)并被GPS確定發(fā)生位置的精確坐標,配合地面防火塔,迅速向地面接收站報告。GPS和地形圖配合使用,可以確定林火的進展情況。用GPS確定林火的位置,在地形圖上繪制火場示意圖。這樣就可以及時地掌握林火的發(fā)生范圍、面積等。為采取相應的撲救措施提供了依據(jù);依靠GPS的導航功能,可實施飛機直接滅火措施。首先把火場的位置信息輸入到GPS接收機,然后利用它進行導航,快速尋找火場,實施快速滅火(如,噴灑滅火劑、運送滅火隊伍等等)。
4.2 GPS在森林病蟲害的監(jiān)測與防治中的應用 4.2.1 病蟲害的監(jiān)測
利用GPS對蟲害和病害進行跟蹤調查,了解病蟲害的發(fā)生位置,發(fā)展程度及分布狀況,從而正確做出判斷及時進行防治。
4.2.2 在病蟲害防治和農藥噴灑中的應用
飛機屬于高速飛行的動態(tài)用戶,在飛機上加裝GPS,不僅可使其在全球范圍內獲得連續(xù)實時的導航能力,而且還能夠得到高精度的三維定位和速度信息,這對于飛機的升空、著陸、飛行方向及速度的確定,空中準確投擲及空中交通管制有重要的意義。
目前,國家正在實施天然林保護工程,建立全國天然林保護工程信息系統(tǒng),這一系統(tǒng)的技術核心是計算機網(wǎng)格技術、“3S”技術和多媒體技術。病蟲害防治是天然林保護工程中必須考慮的專業(yè)問題,研究利用GPS進行大面積病蟲害防治方法具有現(xiàn)實意義。國內外許多從事林業(yè)的專家已經(jīng)在這方面進行了初步研究。
應用GPS為林業(yè)飛防導航,可以擺脫龐大的地面指揮和信號系統(tǒng),減少車輛、通訊設備和人員的使用,降低組織工作的難度,減少人力、物力和財力的浪費,降低防治成本;免除地面指揮人員和信號隊員飽受日曬和藥薰之苦,降低勞動強度,提高工作效率;對于山高林密的作業(yè)區(qū),信號隊員不易到達或不能及時到位,人工導航漏噴或重噴現(xiàn)象嚴重,GPS導航很好地解決了這一問題。應用GPS導航可以徹底擺脫地面信號標志和人工信號隊導航。廣西應用飛機噴撒白僵菌原粉防治馬尾松毛蟲有20 多年的歷史,GPS導航技術的應用將使飛防工作邁上新的臺階。GPS在林業(yè)其他方面的應用
5.1 GPS在森林旅游及探險中的應用
森林旅游多在人跡罕至、地形復雜、地物豐富和交通不便的偏遠山區(qū),尤其原始森林、天然林中大樹遮天,面積廣闊,難辨方向,常常造成游人的失蹤和消亡。GPS 接收機已被徒步山林旅行、森林荒漠探險、森林草地狩獵的人們視為“護身符”。同時利用安裝在旅游車上的GPS,實時獲得汽車位置、運行速度和方向,加上“風景導航”系統(tǒng),便可隨時計算出旅游車的位置,并向系統(tǒng)查詢景區(qū)信息,指示最近的景區(qū)特色,解說資料及行走方向,也可自由選擇想去的景區(qū)并由車上的GPS自動選擇最佳的行走路線。
5.2 GPS在林業(yè)科學研究中的應用
由于森林資源的具體特點,使林業(yè)科研需要借助于大量的資源數(shù)據(jù)才能進行動態(tài)預測和科學經(jīng)營。GPS是森林資源信息和數(shù)據(jù)的重要捕捉手段,經(jīng)過簡單的數(shù)據(jù)和信息轉化成為基礎的數(shù)據(jù)庫和圖形庫。在林業(yè)地理信息系統(tǒng)的開發(fā)研究中,GPS不僅是屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的重要來源,而且可以改善GPS數(shù)據(jù)的準確度和數(shù)據(jù)更新效率,加速地理信息系統(tǒng)在生產(chǎn)實際中的推廣應用。
6總結
社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,森林資源的開發(fā)和保護需要緊緊跟上經(jīng)濟發(fā)展的步伐,及時掌握資源動態(tài)變化,正確做出決策就顯得尤為重要。GPS在林業(yè)建設行業(yè)中市場廣闊,應用潛力巨大,已在森林資源調查、規(guī)劃設計林區(qū)物探、荒漠化監(jiān)測、森林防火、森林病蟲害防治等方面取得了可喜的成績,GPS技術的普及為林業(yè)發(fā)展提供了新技術和新方法,徹底改變了林業(yè)部門原有的工作模式,GPS技術的普遍應用必將促進林業(yè)工作向著精確、高效、現(xiàn)代化的方向發(fā)展,一定會帶來經(jīng)濟效益和社會效益共同進步。
第五篇:GPS在測繪中的應用
GPS 在高速公路測量中的應用 隨著科學技術發(fā)展,GPS技術步入公路行業(yè)。我經(jīng)過對GPS測量的學習情況作以下淺談:
一、GPS測量簡介
全球定位系統(tǒng)GPS是美國陸??杖娐?lián)合研制的衛(wèi)星導航系統(tǒng),作為新一代的衛(wèi)星導航和定位系統(tǒng),不僅具有良好的抗干擾性和保密性,而且具有全球性、全天候、連續(xù)性、實時性的精密三維導航與定位能力,能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。單點導航定位與相對測地定位是GPS應用的兩個方面,對常規(guī)測量而言相對測地定位是主要的應用方式。
全球定位系統(tǒng)是美國研制并投入使用的衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。在測量領域,GPS系統(tǒng)已廣泛用于大地測量、工程測量、以及地形測量等各個方面,尤其是實時動態(tài)(RTK)定位技術在公路測量中蘊含著巨大的技術潛力。
二、GPS技術在公路測量中的應用前景
目前公路勘測中雖已采用電子全站儀等先進儀器設備,但常規(guī)測量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制,作業(yè)強度大,且效率低,大大延長了設計周期。利用GPS測量能克服上述列舉的缺陷,并提高作業(yè)的效率,減輕勞動強度,保證了各級公路測設質量。相對于以往測量來說,GPS測量主要有以下特點:
①測站之間無需通視。測站間相互通視一直是測量學的難題。GPS這一特點,使得選點更加靈活方便。
②定位精度高。一般雙頻GPS接收機基線解精度為5mm+1ppm,而紅外儀標稱精度為5mm+5ppm,GPS測量精度與紅外儀相當,但隨著距離的增長,GPS測量優(yōu)越性愈加突出。③觀測時間短。在小于20km的短基線上,快速相對定位一般只需5min觀測時間即可。④提供三維坐標。GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時,可精確測定觀測站的大地高程。
⑤操作簡便。GPS測量的自動化程度很高,在觀測中測量員的主要任務是安裝并開關儀器、量取儀器高和監(jiān)視儀器的工作狀態(tài),而其他觀測工作如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤觀測等均由儀器自動完成。
當前,公路測量的技術潛力蘊于RTK(實時動態(tài)定位)技術的應用之中,RTK技術在公路工程中的應用,有著非常廣闊的前景。
三、RTK技術在公路測量中的應用
3.1實時動態(tài)(RTK)定位技術簡介:是以載波相位觀測值為根據(jù)的實時差分GPS(RTK)技術,它是GPS測量技術發(fā)展的一個新突破,在公路工程中有廣闊的應用前景。眾所周知,無論靜態(tài)定位,還是動態(tài)定位等定位模式,由于數(shù)據(jù)處理滯后,所以無法實時解算出定位結果,而且也無法對觀測數(shù)據(jù)進行檢核,這就難以保證觀測數(shù)據(jù)的質量。在實際工作中經(jīng)常需要返工來重測由于粗差造成的不合格觀測成果。解決這一問題的主要方法就是延長觀測時間來保證測量數(shù)據(jù)的可靠性,這樣一來就降低了GPS測量的工作效率。實時動態(tài)定位(RTK)
系統(tǒng)由基準站和流動站組成,建立無線數(shù)據(jù)通訊是實時動態(tài)測量的保證。實時動態(tài)(RTK)定位有靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩種測量模式,兩種定位模式相結合,在公路工程中的應用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監(jiān)理和GIS(地理信息系統(tǒng))前端數(shù)據(jù)采集。
3.2應用。最新的RTK技術在公路測設中具備以下幾個功能和作用:
①繪制大比例尺地形圖。高等級公路選線多是在大比例尺(1:1000或1:2000)帶狀地形圖上進行。用傳統(tǒng)方法測圖,先要建立控制點,然后進行碎部測量,繪制成大比例尺地形圖。這種方法工作量大,速度慢,花費時間長。用實時GPS動態(tài)測量可以完全克服這個缺點,只需在沿線每個碎部點上停留一兩分鐘,即可獲得每點的坐標、高程。結合輸入的點特征編碼及屬性信息,構成帶狀所有碎部點的數(shù)據(jù),在室內即可用繪圖軟件成圖。由于只需要采集碎部點的坐標和輸入其屬性信息,而且采集速度快,因此大大降低了測圖難度,既省時又省力,非常實用。
②道路中線放樣。設計人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后,需將公路中線在地面上標定出來。采用實時GPS測量,只需將中樁點坐標輸入到GPS電子手簿中,系統(tǒng)軟件就會自動定出放樣點的點位。由于每個點測量都是獨立完成的,不會產(chǎn)生累計誤差,各點放樣精度趨于一致。
③道路的橫、縱斷放樣和土石方量計算??v斷放樣時,先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中,生成一個施工測設放樣點文件,并儲存起來,隨時可以到現(xiàn)場放樣測設;橫斷放樣時,先確定出橫斷面形式(填、挖、半填半挖),然后把橫斷面設計數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中(如邊坡坡度、路肩寬度、路幅寬度、超高、加寬、設計高),生成一個施工測設放樣點文件,儲存起來,并隨時可以到現(xiàn)場放樣測設。同時軟件可以自動與地面線銜接進行“戴帽”工作,并利用“斷面法”進行土方量計算。通過繪圖軟件,可繪出沿線的縱斷面和各點的橫斷面圖來。因為所用數(shù)據(jù)都是測繪地形圖時采集而來的,不需要到現(xiàn)場進行縱、橫斷面測量,大大減少了外業(yè)工作。而且必要時,可用動態(tài)GPS到現(xiàn)場檢測復合,這與傳統(tǒng)方法相比,既經(jīng)濟又實用。
3.3RTK技術的優(yōu)點:
①實時動態(tài)顯示經(jīng)可靠性檢驗的厘米級精度的測量成果(包括高程)。②徹底擺脫了由于粗差造成的返工,提高了GPS作業(yè)效率。
③作業(yè)效率高,每個放樣點只需要停留1-2s,流動站小組作業(yè),每小組(3-4人)可完成中線測量5-10km,其精度和效率是常規(guī)測量所無法比擬的。
④在中線放樣的同時完成中樁抄平工作。
⑤應用范圍廣,可以涵蓋公路測量(包括平、縱、橫),施工放樣,監(jiān)理,竣工測量,養(yǎng)護測量,GIS前端數(shù)據(jù)采集諸多方面。
⑥如輔助相應的軟件,RTK可與全站儀聯(lián)合作業(yè),充分發(fā)揮RTK與全站儀各自的優(yōu)勢。