数字测图在林业生产中的应用

张天津

身份证号：445122198108030612

摘要：我国森林资源丰富，林木产业发达，实现生态资源保护和资源合理开放是林业生产中的重要课题。随着数字测绘技术的不断发展，其在林业生产领域的应用越来越广泛。通过使用GPS定位仪、全站仪等先进设备，不仅降低了野外测图操作的难度，而且提高了林业测绘精度和效率。从长远看，数字测图技术的广泛应用对有效保护森林资源、实现林木信息化管理、稳步发展林木产业都有非常重要的意义。

关键词：数字测绘；林业生产；GPS技术

引言

在林业生产活动中，高精度等高线地形图具有重要作用，通过它可以精确计算林木蓄积量，详细评估林地面积、从而有效提高林业生产效率。而先进的测绘技术是绘制高精度等高线地形图的基础，随着我国信息技术的不断发展，测绘技术在软、硬件方面都有了极大的提升，特别是近年来数字测绘技术的不断成熟，数字测图在林业生产中的应用越来越广泛。

一、我国林业测绘技术发展综述

改革开发以前，我国林木产业尚处于粗放式发展阶段，管理手段落后，不重视林业测绘，致使测量仪器和测绘技术长期停滞不前，测绘精度差、测绘效率低。上世纪80年代以来，随着我国经济快速发展，林业资源呈现过度开发的趋势，从生态资源保护和林业资源可持续利用的角度出发，林业测绘技术不断改进、测量水平得到了极大提高。从发展趋势看[1]，林业数据的采集和处理正在朝实时化、自动化和数字化方向发展；数据管理的标准化、科学化和规范化不断增强；数据的应用与传播则更加多样化、社会化和网络化。

一是地面测量仪器的精度不断提高。近年来，越来越多的高精度测量仪器被应用到林业测量领域，包括精密测距仪、数字水准仪、激光扫平仪等，测距导线网、光电测距三角高程测量代替了三角网、三四等水准测量；一些以前无法到达的测量地点也可以通过先进的测距仪进行测量。这些先进地面测量仪器精度高、应用范围广，改变了传统地面测绘的作业方式。

二是GPS定位技术得到广泛应用。GPS定位技术对林业测绘工作而言，是具有革命性的技术变革。GPS技术通过构建三维数字坐标系，一次性确定被测量物体的空间定位，测量范围广、测量速度快、测量精度好、测量效率高等诸多有点，正在逐步取代传统定位方法。

三是测绘技术呈现数字化和影像化趋势。林业测绘的一项重要内容是绘制大比例地形图，传统测绘技术不仅需要大量的野外作用，而且数据处理量大，周期长、产品范围窄，而随着全站仪、电子经纬仪等数字设备的出现，不仅降低了野外作业的难度和工作量，而且提高了数据处理速度，简化了测绘流程。不仅如此，现在的数据采集工作很多都是由高清摄像头完成的，数据本身就是三维信息，经过处理后生产的影像资料更精确。

二、数字技术在林业测图中应用实践

早在本世纪初，人们就认识到数字技术对林业测绘未来发展具有重要意义。但是，由于信息技术还不完善、测绘设备价格高等原因，相关数字测绘仅局限于科研学术范围内，实际生产应用有限。但是，随着数字化测绘设备的逐步普及，测绘技术数字化趋势越来越明显，林业测绘中的数字化应用不断加强，也越来越完善。下面将结合L省F林场测图实践，对如何数字测图在林业生产中的应用做具体说明。

（一）测绘仪器

GPS-RTK接收机：主要用于采集测绘地区三维坐标，它的优点是采集精度高、采集速度快、人工耗费少（一人操作即可完成）。当然，与平面绘图相比，其高程数据精度仍需进一步提高，但已经可以满足林业地形图绘制要求[2]。它的缺点也很明显，即一旦出现物体遮挡信号的情况，其测绘精度和效率就会大幅降低，如在高大乔木区作业，树叶的遮挡就经常造成数据传输慢或无信号等情况。这时就需要配合全站仪进行使用。

全站型电子速测仪，简称全站仪，它融合了电子测距仪、电子经纬仪和微型处理器功能于一身，是一种高度自动化的测绘设备。在全站仪问世的半个世纪时间里，经过不断的升级，目前它已经发展到非常智能化的程度，不仅内置了数据处理软件，可以快速完成野外数据的采集、计算工作，而且在条件允许的情况下还可以完成无棱镜反射作业。全站仪的操作由一个人就可以完成，且不存在遮挡信号的问题，这也有效弥补了GPS-RTK接收机存在的问题。

（二）测绘步骤

在F林场的实操案例中，首先使用GPS-RTK接收机在开阔地区沿途布点，再使用全站仪采取碎步作业的模式。需要注意的是，为了提高测量效率，在实际操作中，全站仪通常布设在面向测量对象的山体上，采用三镜杆三线操作可以达到每小时200个采集点的速度。这样的操作效率非常高，完成一个完整坐标点的数据采储工作，仅需20秒的时间[3]。如果现场配备便携式电脑，就可以完成侧绘草图绘制工作，再将数据同步传传输，经过后期整理，完善等高线和比例尺的配备，就可以直接进入林业数据管理系统，从而实现数据采集、绘制、整理、成图、储存等工作的同步化。

在野外测绘实践操作中，细节的处理尤为重要。仍以F林场为例，一座通视条件优良、表面积约300亩的常规山体，只要提前完成控制点布设，架设全站仪3次，就可以实现对600个采集点的数据采集，并且通过仪器内置软件完成三角网络图绘制，在此基础上可以非常容易的绘制等高线地形图。这样的操作如果采用传统测绘方式，是十分费时费力的。同样的，对于林地边界勘测、林权范围划定以及林地表面积测量都可以采用同样的操作快速完成。除此之外，数字技术在林业测绘和林木管理方面还有非常广泛的应用[4]，例如基于GPS技术的DTM系统，可以构建完成的林业资源分布模型，及时掌握林地水平及垂直分布情况，是实现林地分类管理、控制滥采滥发、推进封山育林和山地林业资源有效利用的重要手段，具有非常广阔的应用前景。

三、结束语

林业测绘是林业生产和林木保护的基础和前提。随着测绘技术的不断升级，数字测图在林业生产中具有非常广泛的应用前景，它不仅大大降低了野外测量的工作量、降低了工作难度、提高了测绘效率和测绘地图，而且对于完善林业管理手段、实现林木资源的有效开发利用都具有十分重要的意义。

参考文献

[1]潘屾,王克奇,侯弘毅&张怡卓.应用Harris角点检测进行图像拼接的超长板材尺寸测量方法[J].东北林业大学学报,2018(4):54-57.

[2]周敏,王红春,高金萍,&陈钊.基于ArcGISAPIforJavaScript的森林抚育成效监测专题图研究[J].测绘与空间地理信息,2018,v.41;No.225(01):37-40.

[3]李锦涛.GPS技术在林业测绘中的应用研究[J].乡村科技,2017(8):95-96.

[4]甘剑伟,覃婷,韦斌.绘制精确森林图——广西2016年林地及森林资源变更调查纪实[J].广西林业,2017(08):6-8.