幾種測量方法在森林資源中的應用與精度分析

潘文君

摘要：通過對林業(yè)調查工程的實際進行情況的數據分析，對于當前在森林資源調查過程之中使用的測量方法進行了比較和分析，針對其優(yōu)點和存在的劣勢進行了介紹，分析了幾種測量方法的應用情況和測量精度。

關鍵詞：測量方法；森林資源調查；應用；精度分析

一、森林資源調查概述

在我國的森林資源調查工作之中，由于其進行的范圍和進行方式不同，一般將調查工作分為三類：全國森林資源清查、森林經理調查以及森林作業(yè)設計調查。其中，森林經理調查進行的目的一般是為了后續(xù)的林業(yè)發(fā)展規(guī)劃需求對森林資源和環(huán)境進行的調查和勘測，對于后續(xù)建設工程的進行有較大的影響。在我國的森林建設事業(yè)的發(fā)展建設過程之中，林業(yè)生產的主要目的是為我國的基礎建設提供木材資源，而森林經理調查的進行項目一般側重于森林資源的生產量、森林的分布面積以及森林的生長收益等。隨著技術的發(fā)展，全站儀開始在林業(yè)資源的調查之中使用，提升了林業(yè)資源調查工作的進行效率。因此，傳統(tǒng)的測量手段開始不再滿足調查工作進行的要求。隨著測繪技術的發(fā)展，GPS、RTK等測繪技術在林業(yè)調查工作之中的應用逐漸廣泛。

二、幾種測量方法及精度分析

1、羅盤儀測距

在傳統(tǒng)的森林資源的調查過程之中，羅盤儀是經常使用的設備之一，在林業(yè)調查過程之中有著相當重要的作用。但是，隨著技術的發(fā)展和國家林業(yè)管理部門對于測量精度的要求，羅盤儀測量的不足也開始顯現出來。羅盤儀的制作較為粗糙，其測量的精度直接影響視距法測量的精度。羅盤儀的主要優(yōu)點是其設計輕巧、攜帶方便，適合于進行野外測量工作，因此，在一些對測量數據精度要求不高的項目之中仍然發(fā)揮著較大的作用。工程人員使用羅盤儀來測量的過程之中一般是以視距法為測量的依據，在測量過程之中，森林羅盤儀的望遠鏡放大倍數一般為8-15倍。為了避免測量過程之中儀器的誤差影響資源調查結果，在測量開始之前工程人員首先要進行誤差和相對誤差的計算，工程人員會建立一條基線，一般基線兩端的高差為4m，之后使用羅盤儀進行多次的視距測量，將所得結果分析之后就可以得出羅盤儀測量方法的誤差。以便于提升測量的數據精確度。精確度測量表如下：

由數據分析之中可以看出，隨著測距和坡度的增大，羅盤儀測量的精確程度會逐漸下降，豎直角的增大使得誤差和相對誤差急劇增大，因此，羅盤儀不適合在較大的區(qū)域以及地形變化較多的區(qū)域之中進行測量。一般在測量過程之中，工程技術人員會使用皮尺來進行測距，將其與羅盤儀異同使用可以提高羅盤儀的測量精度，在一定程度上滿足林業(yè)建設的測量要求，因此，羅盤儀測距可以在森林經理測量之中使用，但是在大范圍的林業(yè)測量或是森林資源生產結構等測量項目之中，由于其精度不足，使用效果不佳。

2、全站儀測量

全站儀是當前在林業(yè)資源調查過程之中使用較多的一種電子測繪儀器，其功能包括測距、經緯度確定以及數據處理等，在測量過程之中使用方便，測量的精度高，可以直接通過座標計算來確定需要測量的林木的位置，根據高程來測定林木生長高度等，工程技術人員在獲取數據之后可以及時使用辦公軟件和數據分析軟件對數據進行分析處理，可以較好的得出測量和分析結果，是一種使用較多的測量儀器。全站儀的測距精度一般可以達到±（5+5×10-6D）mm， 因此在短距離的林業(yè)樣地測設中測距誤差可以忽略不計。全站儀在測設樣地90°轉折角時，為了提高工作效率，一般采用半測回觀測。根據結果分析：全站儀觀測水平角，邊長和高度角對水平角觀測精度無顯著影響?，F利用一臺低端全站儀如NTS355（測角精度為±5″）來測角。三角高程測量是利用全站儀由測站點向目標點觀測高度角和斜距，通過三角公式計算兩點間的高差和平距。在精密三角高程測量中，若距離較短，距離測量不需考慮高程歸化和高斯投影改正，但高差需顧及球差和氣差改正。雖然未顧及測站偏心差和目標偏心差，但一般林業(yè)樣地邊長都不大于100m，所以全站儀測距、測高差和測坐標的精度完全滿足精準林業(yè)測量。

3、GPS測量

在我國林業(yè)產業(yè)上，GPS主要應用于飛播及防病蟲害導航、典型樣地定位、荒漠化監(jiān)測及林火監(jiān)測等方面。我國主要利用美國國防部研制組建的全球定位系統(tǒng)，大地型GPS接收機主要作業(yè)方有靜態(tài)絕對定位和動態(tài)相對定位，精度分別可達到毫米級和厘米級，但GPS測量在林業(yè)上的應用主要受到森林覆蓋率和高度角的局限，因此目前在林業(yè)上多是利用低精度的手持GPS。手持GPS在林業(yè)生產中主要用于測量面積、測設樣地和已有樣地點導航以及距離測量等。近年來，手持GPS精度也有較大提高，如GARMIN公司的Vista接收機標稱精度為平面5m，高程2.5m，觀測條件良好時，各點測量精度均勻，減少了人為因素的干擾，并且通過后處理可進一步提高精度。GPS-RTK（GPS-real time kinematic）技術是GPS技術發(fā)展的新方向，作者通過利用GPS-RTK測定莫干山邊界的工程實例表明：在森林覆蓋率較高的喬木和毛竹林中，山脊和山腰上RTK定位精度可達到厘米級，在山谷中選擇合適的時間段也可達到分米至米級。20世紀末，GPS連續(xù)運行參考站技術的研發(fā)，網絡RTK發(fā)展蓬勃，全國多省市包括杭州、寧波已建立GPS連續(xù)運行參考站網，浙江省網正在建設中，網絡RTK代替了傳統(tǒng)的單基站RTK模式，不需要再建立基站，延長了作業(yè)距離，提高了差分精度，雖然定位精度同樣是厘米級，但儀器成本降低，作業(yè)更簡便，必將在林業(yè)生產中得到廣泛應用。

三、結語

網絡RTK是近幾年興起的新技術，由于儀器設備的相對昂貴和該技術的普及程度有限，導致了該技術在林業(yè)上的應用還很鮮見，但鑒于傳統(tǒng)RTK應用的可靠性和優(yōu)越性，隨著GPS連續(xù)運行參考站網覆蓋范圍的擴大，必將連同全站儀將成為林業(yè)測量的主要儀器設備。

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