北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在數(shù)字林業(yè)的應(yīng)用

梁曉虎

[摘 要]當(dāng)前林業(yè)信息化建設(shè)的重點是數(shù)字林業(yè)。數(shù)字林業(yè)從應(yīng)用方面劃分，包括火災(zāi)監(jiān)測、自然災(zāi)害監(jiān)測、林業(yè)資源管理（含林業(yè)資源經(jīng)營管理分系統(tǒng)和林業(yè)資源調(diào)查規(guī)劃分系統(tǒng)）等多個分系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)集定位、導(dǎo)航和報文通信為一體，相比GPS更適合于林業(yè)開展各類林業(yè)勘測、態(tài)勢監(jiān)控、應(yīng)急指揮、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用，可有效解決數(shù)字林業(yè)多種信息的數(shù)字化問題，大幅度提高林業(yè)管理的工作效率。

[關(guān)鍵詞]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位；數(shù)字林業(yè)；態(tài)勢監(jiān)控；應(yīng)急指揮；數(shù)據(jù)傳輸

中圖分類號：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）08-0296-01

引言

數(shù)字林業(yè)建設(shè)以提高林業(yè)資源綜合監(jiān)管、營造林管理、林業(yè)災(zāi)害監(jiān)控和應(yīng)急響應(yīng)能力為主線，通過加強(qiáng)移動采集終端、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)等，實現(xiàn)林業(yè)各種信息的數(shù)字化采集、傳輸、存儲、處理和應(yīng)用[1]。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)集定位、導(dǎo)航和報文通信為一體，特別適合于林業(yè)開展各類林業(yè)態(tài)勢監(jiān)控、應(yīng)急指揮、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用[2]。

1.北斗在數(shù)字林業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)

衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在數(shù)字林業(yè)的應(yīng)用包括自然災(zāi)害監(jiān)測、林業(yè)資源管理（含林業(yè)資源經(jīng)營管理分系統(tǒng)和林業(yè)資源調(diào)查規(guī)劃分系統(tǒng)）等多個分系統(tǒng)。[3]

1.1森林自然災(zāi)害監(jiān)測分系統(tǒng)

森林自然災(zāi)害包括火災(zāi)、森林病害、蟲害以及干旱等。目前，森林病蟲害尤為嚴(yán)重，嚴(yán)重制約了林業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)。

造成森林病蟲害嚴(yán)重的原因，除重視程度不夠，資金和人力不足，基礎(chǔ)設(shè)施薄弱等主客觀因素外，監(jiān)測預(yù)警技術(shù)手段落后，可預(yù)見性不強(qiáng)等也是非常重要的原因。傳統(tǒng)的調(diào)查手段在廣袤的原始林區(qū)有著非常大的局限性，很難做到對病蟲害的及時、有效、準(zhǔn)確的監(jiān)測。而北斗終端確可方便的實現(xiàn)對病蟲害的監(jiān)測。

森林自然災(zāi)害監(jiān)測分系統(tǒng)由森林自然災(zāi)害監(jiān)測中心（含森林自然災(zāi)害監(jiān)測平臺、自然災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)組成。

自然災(zāi)害數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)可運(yùn)用北斗終端進(jìn)行定位，采集到的信息可通過北斗終端短消息的形式實現(xiàn)傳輸。巡查作業(yè)人員采集火災(zāi)、森林病蟲害、干旱等自然災(zāi)害信息及其精確位置，通過北斗終端將這些信息傳送到管理平臺的指揮型北斗終端，指揮型北斗終端將信息推送至GIS數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫將災(zāi)害信息與其位置、時間等信息融合后推送至森林自然災(zāi)害監(jiān)測平臺，再以業(yè)務(wù)流形式呈現(xiàn)到用戶界面[4]。

北斗終端可采用北斗手持型用戶機(jī)、車載型用戶機(jī)，兩者都可完成森林自然災(zāi)害的野外調(diào)查。

1.2林業(yè)資源管理分系統(tǒng)

林業(yè)資源管理分系統(tǒng)分為林業(yè)資源調(diào)查區(qū)劃平臺和林業(yè)資源經(jīng)營管理平臺。

●林業(yè)資源調(diào)查區(qū)劃平臺

林業(yè)資源調(diào)查區(qū)劃平臺的業(yè)務(wù)為森林資源一、二類調(diào)查。其調(diào)查數(shù)據(jù)的采集采用北斗終端設(shè)備實現(xiàn)，并以短消息的形式傳輸信息。

利用北斗終端可以測定森林分布區(qū)域。當(dāng)研究野生樹種的生長區(qū)域或生長地點時，利用北斗終端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，同時也可以研究該林區(qū)的整個生態(tài)系統(tǒng)的不同組成的分布。

利用北斗終端的航跡記錄和求面積功能，林業(yè)工作人員很容易對樹種的分布和大小進(jìn)行記錄整理，對各林業(yè)類型進(jìn)行標(biāo)注，方便了林業(yè)資源開采利用的有效管理。

在二類調(diào)查中對已區(qū)劃的局、場、林班、小班等各種界線可采用北斗終端進(jìn)行現(xiàn)場核實和修正。記錄的數(shù)據(jù)可用GIS屬性數(shù)據(jù)表示，并加載北斗終端進(jìn)行修正或補(bǔ)充，事后進(jìn)行數(shù)據(jù)的后處理，供規(guī)劃平臺做出決策。

概括來說，北斗終端設(shè)備在森林資源一、二類調(diào)查中的作用是：

·利用動態(tài)定位功能完成固定樣地的定位于復(fù)位測量（一類調(diào)查）；

·利用準(zhǔn)確定位功能確定林地位置和形狀；

·利用航跡計算獲得林地面積；

·利用準(zhǔn)確定位功能確定林場經(jīng)營單位的境界線，完成經(jīng)營區(qū)劃；

·利用北斗短報文通信傳輸森林林木種類、蓄積、生態(tài)環(huán)境、地理環(huán)境、經(jīng)營條件等。

●林業(yè)資源經(jīng)營管理平臺

林業(yè)資源經(jīng)營管理平臺的業(yè)務(wù)為林地管理（包括營造林、亂砍亂伐監(jiān)控治理）。

·營林

在采伐設(shè)計中，可以使用北斗終端定位、求面積、分割采伐小班。將GNSS采集的數(shù)據(jù)提供給林業(yè)資源管理系統(tǒng)，繪制采伐設(shè)計圖，對占用的林地，通過GNSS進(jìn)行初步定位、測量，以決定是否審批。

使用北斗終端對準(zhǔn)備采伐的伐區(qū)、小班進(jìn)行踏查，初步確定小班及伐區(qū)的位置、面積、運(yùn)材線路等，經(jīng)過內(nèi)業(yè)進(jìn)一步篩選后，確定采伐小班；伐區(qū)采伐后，對采伐的小班進(jìn)行驗收，使用北斗終端可快速、準(zhǔn)確地測定所采伐的小班位置是否正確、面積是否準(zhǔn)確、是否超邊超界等多項內(nèi)容。

·造林

飛播造林在未采用北斗終端進(jìn)行導(dǎo)航作業(yè)前，經(jīng)常會出現(xiàn)重播和漏播情況，效率很低。采用北斗終端進(jìn)行導(dǎo)航作業(yè)后，可合理布設(shè)航線準(zhǔn)確引導(dǎo)飛機(jī)，有效避免了重播和漏播，且播種精度高，作業(yè)難度小，大幅降低飛機(jī)作業(yè)費(fèi)用。

·亂砍亂伐監(jiān)控治理

亂砍亂伐監(jiān)控數(shù)據(jù)通過巡查采集獲得。巡查采集作業(yè)采用北斗終端進(jìn)行定位，采集到的信息可通過北斗終端短消息的形式實現(xiàn)傳輸。巡查作業(yè)人員采集森林亂砍亂伐信息及其精確位置，通過北斗終端將這些信息傳送到管理平臺的指揮型北斗終端，指揮型北斗終端將信息推送至GIS數(shù)據(jù)庫[5]，數(shù)據(jù)庫將亂砍亂伐信息與其位置、時間等信息融合后推送至林業(yè)資源經(jīng)營管理平臺，由林業(yè)經(jīng)營管理者調(diào)閱，制定治理決策。

根據(jù)信息采集手段的不同，信息采集端北斗終端可選用機(jī)載形式、車載形式和手持形式。管理平臺端北斗終端采用指揮型北斗用戶機(jī)，目的是可與多個信息采集端形成指揮控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)管理部門通過規(guī)劃平臺對調(diào)查規(guī)劃作業(yè)實施管理。

北斗終端設(shè)備在林地管理中的作用是：

·利用準(zhǔn)確定位功能確定林地位置和形狀；

·利用航跡計算獲得林地面積；

·利用北斗短報文通信傳輸合法及非法采伐信息；

·飛播造林的規(guī)劃和導(dǎo)航功能；

·巡查人員、車輛的導(dǎo)航功能。

2.結(jié)束語

總之，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)適合林業(yè)開展各類林業(yè)勘測、態(tài)勢監(jiān)控、應(yīng)急指揮、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用，可有效解決數(shù)字林業(yè)多種信息的數(shù)字化問題，大幅度提高林業(yè)管理的工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱穎芳.廣州數(shù)字林業(yè)多系統(tǒng)集成研究[D].長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2012.

[2] 閆忠文.中國衛(wèi)星北斗導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路[J].衛(wèi)星應(yīng)用.2014（4）：7-10.

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