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1、三 S技术在基层林业工作中的实践及前景展望作者：李诚曾海平杨东海来源：宁都县林业局更新时间： 2009-03-02 00:00:00浏览： 2054 次评论： 0 条1 三 S 技术简介1.1 地理信息系统GIS 地理信息系统Geographic Information System 简称GIS,是在计算机软件和硬件的支持下 ,运用系统工程和信息科学理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供对)规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。地理信息系统是集地球科学、信息科学、 计算机科学、 环境科学、 管理科学于一体的边缘科学。其最大特点在于可以把社会生活中的各种信息与反映地理位置
2、的图形信息有机地结合起来,从而使复杂空间问题的科学求解成为可能。它具有空间数据处理能力和空间信息分析能力,属性数据和图形数据并存的特点,可根据用户的要求迅速地获取满足需要的各种信息,并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。1.2 全球定位系统GPS 全球定位系统（Global Positioning System - GPS ）是美国从本世纪70 年代开始研制，历时 20 年，耗资 200 亿美元，于1994 年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近10 年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广
3、大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。1.3 遥感 RS 遥感 Remote Sensing 简称 RS,它的含义是遥远的感知,也就是不直接接触物体,从远处通过探测仪器接收地物的电磁波信息一般是电磁波的反射、辐射,通过对信息的处理,从而识别地物。遥感一般选用卫星或飞机作为传感器的遥感平台。遥感探测不受地面条件的限制,视域范围大,不仅可以获得可见光波段的电磁波信息,而且可获得紫外、 红外等波段的信息,加之成像周期短,可以弥补传统调查方法中的周期长、野
4、外劳动强度大的不足,特别是对一些高、寒、热人迹罕至地带的调查更具有利用价值,已成为森林资源动态监测不可缺少的信息源。实践证明,在宏观、快速、动态性等方面遥感具有其他技术不可代替的优越性。2 三 S 技术在基层林业工作中的应用实践我县林业技术工作者近几年对三S 技术在基层林业工作中的应用进行了积极探索和实践，取得了较好的成效,三 S 技术已应用到林改、林业产权交易、森林资源评估、公益林管理、林地查验、 森林资源调查、营造林规划设计及检查验收等多个环节，林业技术正逐步进入高精度、高效率的轨道。2.1 地理信息系统 (Gis) 应用实践2.1.1 林改应用林改内业是工作量非常大的一项工作，用手工方法
5、精度难以保证，效率很低。我县从2006 年林改内业期间开始使用地理信息系统。软件使用的是江西省林业规划院开发的林权证附图打印系统。2.1.1.1 基本操作步骤1、将林改内业图(或外业图 )扫描进电脑并进行配准和纠正；2、对林改宗地进行矢量化(在电脑中沿宗地界勾描一边)；3、按设计好的界面打印出附图；4、矢量化后自动产生面积，在电脑中直接导入林改数据库用于制证(附图打印系统软件先导出到Execl 表中，再由Excel表导入到 Access 数据库 )；2.1.1.2 使用效果分析评估林改工作中地理信息系统应用成效非常显著，省厅督查组及相关领导给予了高度评价，并向其它县市推广。一是保证了面积计算的
6、准确性及制图质量。理论上使用地理信息系统计算的面积其误差可以接近为0，实际操作中也会出现一些误差，原因主要是矢量化时对重复边处理得不好，工组操作不够熟练及一昧求快所致。操作熟练后面积误差一般能控制在0.5%以内。二是提高了工作效率，大大加快了速度。工组人员摆脱了传统的点坐标格计算面积的枯燥烦琐劳动，经测算工作效率提高了10 倍以上。使用过地理信息系统的，基本不会再用点方格纸的方法计算面积了。三是为后续应用打下了良好基础。林改宗地矢量化后以宗地文件的形式保存在电脑中，为后续利用提供了极大的便利。我县此后的林业产权交易、森林资源调查评估、各项规划设计都反复用到这些资料。近些年在宁都周边县从事林业经
7、营的公司、林业大户，通过在经营活动中的比较,对宁都的林权证制图质量及面积的准确率也发出由衷的赞叹。2.1.1.3 技术要点1、 扫描图的配准纠正工作必须保证精度；2、 林权证附图打印系统有较多的限制和缺陷，所以在有一定基础后应使用专业的地理信息系统软件（当前较流行的地理信息系统软件国外的有 Arcgis 、mapinfo，国内的有超图、mapgis） 。专业地理信息软件包括点、线、面等类型,一般以数据库的形式管理图形，每一类图形为一个表格，一个图形(比如林改的一宗地)为表格中的一行，便于管理大量的宗地(林权证附图打印系统同时打开100 多宗地便出问题，而专业软件可以同时打开数万宗地)；3、林权
8、证附图打印系统可将宗地文件导出成SHP 格式的文件（地理信息软件系统通用格式文件）。2.1.2 公益林管理应用林改结束后， 根据林改资料发放公益林资金是一项难度较大的工作，要把原有的公益林小班与林改宗地进行对应，用手工方法是非常烦琐的。地理信息系统软件在这项工作中又显示了其优越性。公益林管理我们使用的是一款通用的地理信息系统软件，该软件功能强大，结构完善，是当前市场占用率最高的地理信息系统软件之一。2.1.2.1 基本操作方法及要点1、把勾绘了公益林小班的1:1 万地形图扫描进电脑，按林改宗地同样的坐标系统配准好并矢量化；2、把公益林图层及林改宗地图层加载到地图文档，把其中一个图层设置为半透明
9、，即可直接看出公益林小班与林改宗地的对应关系。3、使用 select by location 工具可选出被某一公益林小班包含或与之相交的林改宗地，使用 Clip 工具可以切割出被公益林小班包含的宗地（切割前应做好备份）。4、 在切割出的林改宗地中输入对应的公益林小班号，在 Access 数据库中进行统计处理，即可制作出公益林资金发放明细表(地理信息系统也带有一定的统计汇总功能，但似乎不如Access 好用 )。5、在公益林管理中使用地理信息系统的成效也是显而易见的，据了解，因为准确性和效率问题， 许多县根本没法建立公益林与林改宗地的图表对应关系，也有一些县对林改资料可靠性存有疑虑，所以公益林资
10、金发放的面积全部重新计算和落实。2.2 全球定位系统 (GPS)应用实践型号： GPS72，GPS76, 2.2.1 基本操作要领2.2.1.1 坐标转换参数的设置1、位置格式的设置输入相关的参数，包括：中央经线(江西省经度包括第19 和第 20 两个 6 度带，第 19 个6度带经度区间范围为E108-114， 中央经线为E111； 第 20个 6度带经度区间范围为E114-120，中央经线为E117；)、投影比例 (=1)、东西偏差 (=500 000)，南北偏差 (=0)。2、地图基准的设置相关的参数，包括：DX 、 DY 、DZ、 DA （ -108） 、 DF（ 0.0000005）
11、 。DX 、DY 、DZ 因地区而异。江西省第19 个 6 度带 DX +38.66，DY -87，DZ-52；第 20 个 6 度带DX +41，DY -84.7，DZ-54.3。已知坐标点校正的误差东西偏差 500000南北偏差我县根据不同乡镇选择的数十个点（桥梁、叉路口）进行校正，确定的=64 米，=0。2.2.1.2 存点在接收机正常工作时，任何页面下持续按下鼠标键(3 秒)则出现标志航路点(存点 )页面，默认状态下，此时的光标在“确定”项，再次按下鼠标键即可保存该航点。2.2.1.3 保存航迹GPS 默认设置会自动记录航迹，即只要打开GPS 电源，搜索到卫星信号后，即开始自动记录航迹
12、，关闭GPS停止记录航迹。关于 GPS 的使用，第六次连清复查时省规划院发过一份江西省手持GPS 接收机在森林资源连清中的应用说明电子版， 里面有更详细的说明。读者要获取更详尽的操作指导可查阅该资料。在这份说明中提到，航迹存好后应立即关闭，不能以关机来代替，否则，下次开机后航迹将同时开启，其原因是这样很快就会把航迹存满，并自动删除前面的航迹记录。所以一般情况下，不允许使用保存航迹的功能。但我们认为开机开始记录、关机停止航迹这种设置操作上极为便利，非常便于GPS 的推广使用，只要每次把航迹资料及时存入电脑，删除前面的航迹影响不大。2.2.1.4 航点航迹的导出2.2.1.4.1 基本思路对于少量
13、的航点，可在手持机上读出数据，但对于航迹及大量的航点数据就无法这样操作了。从我们的实践看，GPS 必须与 GIS 结合，才能更充分的发挥其效能。将GPS 中的航点、航迹导入到GIS 中，根据这些点和线可以再组合成所需要的点线面等要素，从而完成面积长度计算、制图出图等任务(GIS 中可以很方便地与地形图叠加)。对于一些界线明显、实地行走困难的地段，对坡勾绘与GPS 实测资料相结合也是提高效率的方法之一。2.2.1.4.2 操作步骤1、使用专用连接线把GPS 通过串口连接到电脑; 2、启动 MapSource 软件。 我们现在用的MapSource 版本是 6.9.1 汉化版。 在 MapSour
14、ce中要设置好与手持GPS一样的参数。通过传送菜单中的从设备接收工具即可从手持GPS 机中将数据传入MapSource(GPS 机应打开 )。3、接收的数据可以保存为以*.gdb 为扩展名的文件，下次再使用时通过MapSource 打开此文件即可。MapSource 可以进行航点航迹的查看、移动、删除等操作，因为觉得导入GIS 中使用更为方便，所以未深入探究。在 MapSource 中，我们没有找到与GIS 直接的接口，我们摸索出的方法是将航点航迹数据复制到Excel 中(每个航点为一行，航迹数据也会分解成若干个点，并按时间顺序编号)，在 Excel 中，对坐标还要进行一些处理，因为其 XY
15、坐标数据连在了一起,所以通过left、 right函数取出XY 值形成单独的字段，并给X 坐标加上带号（宁都为39）,保留点号、 X 值、 Y值三个字段，保存并关闭Excel；4、在地理信息系统软件中加载前一步制作的航迹文件；5、按点号顺序将航迹点连成线或多边形，即可求出长度或面积(在 MapSoure 中航迹点是用线边接在一起的，但目前还没有想到把那些连接线直接搬到GIS 中的方法，我们正在设计一个在GIS 中将这些点按顺序自动连接成线或面的程序，由于有顺序号，使用自动捕捉功能，在电脑中手动将各个点连起来也还是很便捷的)。8、叠加扫描并配准好的地形图，加上标注即可制作出成果图。2.2.1.4
16、.3 应用场合我县现有 GPS5 台，型号为GPS72、GPS76。辅助判图： 通过 GPS 快速测出站立点的坐标，标注在地形图上对判图可提供很大帮助，对陌生地形、复杂地形、视线不开阔、以及新手有很大的帮助。矿山面积测量： 矿山一般都破坏了原有地形，用地形图勾绘比较困难，即使没破坏地形，有些不是明显山脊山窝的界线也难以分辨，使用GPS，只要让民工持GPS 绕边界走一圈，在开始点开机，在结束点关机，按前述方法导进电脑，即可计算出面积和出图。林区公路测给：我们为两个林场测过林区公路，就是沿公路走一遍，把航迹导入电脑，叠加到地形图上出图，其间有部份路程使用了汽车，发现车速过快时误差较大，在步行情况下精度可以保证。2.3 遥感 (RS)应用考察及实践当前比较成熟的遥感资料来源主要是卫星照片和航拍照片，目前北京提供卫片的公司很多，笔者考察及对照过多家公司的卫片资料数据，以下列出几种。美国QuickBird( 快鸟 )卫星是目前商业应用领域分辨率最高的一颗卫星，其全色数据分辨率达0.61 米，多光谱数据分辨率达2.44 米，成图比例尺可做到1：
