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1、GPS在森林资源管护 中的应用,许佳林,GPS基本原理,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。,GPS基本原理,GPS实施计划共分三个阶段： 第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。 第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年，又陆续发射了7颗试验卫星，研制了各种用途接收机。实验表明，GPS定位精度远远超过设计
2、标准。 第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，表明GPS系统进入工程建设阶段。1993年底实用的GPS网即（21+3）GPS星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。,GPS基本原理,GPS在军事用途上,如海陆空军事之导航、潜艇定位、无人驾驶载体作定位遥控、部队移动监控等。 GPS的应用领域大约有以下几部份: 资源调查、土地探测、导航定位,如汽车定位、航空、航海等导航位、大地测量、一般测量、制图、货运、救护、消防、警政、营救、精确定时、军事用途。 目前GPS技术在林业工作中，如确定林区面积，森林资源调查，森林防火，病虫害防治，道路位置，测定地区界线等方面应用
3、较多。,GPS基本原理,在离地面1万2千公里的高空上24颗GPS卫星，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。,GPS基本原理,在GPS观测时，我们可得到卫星到手持机的距离，利用三维坐标中的距离公式，有3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置(X、Y、Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度、高程和精确时间等信息。,GPS基本原理,GPS误差 由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，以及人为
4、的SA保护政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度，普遍采用差分GPS（DGPS）技术，建立基准站（差分台）进行GPS观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分GPS，定位精度可提高到5米。,GPS基本原理,物体对GPS信号的影响： 一、林木的影响：1) 树叶中含有的水分，以及树叶上面的水分。由此可以推断：针叶树对信号的影响比阔叶树要小。 2) 树的枝干密集程度。 二、坡度：在山谷中，一般坡度小于45度，GPS能接收到四颗卫星，可以定位
5、；在山涧中，像历山西峡一线天的地方，百分之百GPS接收机不能定位。,GPS巡护,划定管护区域、设置固定巡护点 根据管护责任区管护区域类型确定巡护固定点的位置、数量和巡护次数，利用GPS巡检器，记录每一点的准确坐标，将数据导入计算机中永久存入，建立了管护责任区巡护固定点的电子档案和分布图。 是提高巡护效果，减轻管护员巡护强度一个重要手段 。 是体现人性化管理的重要手段。,GPS巡护,1、重点区域：主要指人为活动频繁，交通便利地段，火险等级高的区域；森林资源相对较好，离村庄较近，易发生火灾及毁林案件的区域；林下资源丰富易发生乱采滥挖的林地；易引起牛羊践踏危害的新造林地。 2、一般区域：离村庄较远，
6、人畜活动较少，有林道或便道，机动车辆不易通行林地。 3、无人烟区域：是指远离村庄，交通不便，人畜活动极少或无人畜活动的林地。,管护区域区划,陈村林场管护区域区划图,固定巡护点设置,陈村林场固定巡护点设置,固定巡护点设置,固定巡护点设置要分布合理，一是要设置到管护员可以走到的地方；二是要根据不同地类不同设置，成林宗地要设置到林内，而灌木林地、无林地设置到林地边；三是要顾及到整个宗地。,GPS巡护,管护员在巡护时，一是要按照单位确定的固定点进行定航点，观查航点周围50米内变化情况。二是要在其它巡护到的地方随机定航点，观查航点周围50米内变化情况。三是对发现问题地点如发现盗伐林木、森林火灾、乱占林地
7、等情况要就近定点，及时向单位汇报发生点的经、纬度和发生状况。,GPS巡护,重点区域要经常巡护，一般区域每月GPS巡护4遍以上，无人烟区域每月GPS巡护1遍，平时要查看封禁围栏是否完好，如围栏发生被破坏，及时深入区域巡查。对设卡封禁管护的，设卡点要有人蹲守值班。,GPS巡护,GPS巡护不少于12天 GPS巡护每天不少于4小时,GPS巡护,管护人员每月GPS巡护不少于12天，是林局对管护员考核一个量化，并不是要求管护员每月巡护12天，管护员每月巡护不少于17天。 逐步将GPS巡护，过渡到管护员GPS管护，也就是各单位每天安排管护员工作，管护员使用GPS深入工作场所定点考核。,GPS巡护,管护员在责
8、任区内巡护时间不低于4小时，是按来回路程用2小时计算出来的。 逐步将4小时间考核过渡为工作日考核。就是管护员从上班至下班每隔半小时定一个点，同时完成要求点的定点。,GPS巡检器使用,切换键 四个主页面间的切换 取消当前操作 返回前一步或前一页,电源键 电源开关 背光开关,上/下/左/右键/确定键导航键 选择菜单项 控制指针在地图上的移动 修改数据 确认所选项或修改，进入下一操作,液晶显示器,GPS巡检器使用,GPS巡检器使用,利用上/下键修改航点名 左/右键向前后移动,GPS巡检器使用,利用航点名称表该点发生的事件。定点时GPS默认名称为“WPT0000”，我们规定第一位字母为发生事件的代码，
9、第二个字母表示事件发生程度的“轻、中、重”对应代码“X、Y、Z”。下表指定两套代码，各林场根据自己实际情况指定使用其中一套代码。,GPS巡检器使用,WPT0001,GPS数据管理,每一个航点可以存储的信息： 名称：WPT0001 经度：111.728013 纬度：35.375621 海拔：1061.30 时间：2007/01/06 12:34:14,GPS数据管理,使用GPS管理系统软件，通过计算机USB端口与GPS手持机连接，将数据导入电脑中。导入数据时要注意正确安装USB数据线的驱动，选择正确的COM端口，确保数据线与GPS正确连接，这样才能保证数据导入成功。,GPS数据管理,GPS数据管
10、理,使用统一数据文件名的格式。文件名为两位单位代码+两位机器编号+两位月份，如陈村林场02号机器1月份数据表示为“040201”。同时生成“Google Earth”数据文件。,GPS数据管理,在实际应用中，GPS往往与GIS、RS相互结合，才能充分发挥它们的最大作用。目前我们在有限的条件下，将GPS系统与免费的“Google Earth”电子卫星地图系统相结合，利用GPS系统中的经纬度和时间信息，在电子卫星地图中显示航点信息，直观地显示每一个管护员的巡护情况。,GPS数据管理,GPS数据管理,陈村林场07年1月巡护情况,管护员使用GPS巡护后，每月月底只需将GPS数据导入林场天保办电脑中，林场就可以了解每一个管护员每月巡护到位情况和巡护天数及工作强度等信息。当发生森林盗伐、森林火灾等紧急事件时，应用GPS定位经纬度的唯一性，管护员可以准确及时报告发生事件的具体位置，改变了以往报大地名和大概位置的不确定性。,结束语,GPS定位的应用，加强了监管手段，增强了管护员的责任心，管护员巡护到位了；Google 卫星地图管理应用到资源管护中，资源管理水平得到了提高。管护效果有明显提高。,谢谢大家！,
