北斗衛星導航定位系統在數字林業的應用

梁曉虎

[摘 要]當前林業信息化建設的重點是數字林業。數字林業從應用方面劃分，包括火災監測、自然災害監測、林業資源管理（含林業資源經營管理分系統和林業資源調查規劃分系統）等多個分系統。北斗衛星導航定位系統集定位、導航和報文通信為一體，相比GPS更適合于林業開展各類林業勘測、態勢監控、應急指揮、數據傳輸等應用，可有效解決數字林業多種信息的數字化問題，大幅度提高林業管理的工作效率。

[關鍵詞]北斗衛星導航定位；數字林業；態勢監控；應急指揮；數據傳輸

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

引言

數字林業建設以提高林業資源綜合監管、營造林管理、林業災害監控和應急響應能力為主線，通過加強移動采集終端、網絡基礎設施、基礎數據庫和應用系統建設等，實現林業各種信息的數字化采集、傳輸、存儲、處理和應用[1]。北斗衛星導航定位系統集定位、導航和報文通信為一體，特別適合于林業開展各類林業態勢監控、應急指揮、數據傳輸等應用[2]。

1.北斗在數字林業的應用系統

衛星導航定位系統在數字林業的應用包括自然災害監測、林業資源管理（含林業資源經營管理分系統和林業資源調查規劃分系統）等多個分系統。[3]

1.1森林自然災害監測分系統

森林自然災害包括火災、森林病害、蟲害以及干旱等。目前，森林病蟲害尤為嚴重，嚴重制約了林業生產發展和生態環境建設。

造成森林病蟲害嚴重的原因，除重視程度不夠，資金和人力不足，基礎設施薄弱等主客觀因素外，監測預警技術手段落后，可預見性不強等也是非常重要的原因。傳統的調查手段在廣袤的原始林區有著非常大的局限性，很難做到對病蟲害的及時、有效、準確的監測。而北斗終端確可方便的實現對病蟲害的監測。

森林自然災害監測分系統由森林自然災害監測中心（含森林自然災害監測平臺、自然災害監測數據處理系統）、數據采集傳輸系統組成。

自然災害數據采集傳輸系統可運用北斗終端進行定位，采集到的信息可通過北斗終端短消息的形式實現傳輸。巡查作業人員采集火災、森林病蟲害、干旱等自然災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數據庫，數據庫將災害信息與其位置、時間等信息融合后推送至森林自然災害監測平臺，再以業務流形式呈現到用戶界面[4]。

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

1.2林業資源管理分系統

林業資源管理分系統分為林業資源調查區劃平臺和林業資源經營管理平臺。

●林業資源調查區劃平臺

林業資源調查區劃平臺的業務為森林資源一、二類調查。其調查數據的采集采用北斗終端設備實現，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域。當研究野生樹種的生長區域或生長地點時，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的整個生態系統的不同組成的分布。

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

在二類調查中對已區劃的局、場、林班、小班等各種界線可采用北斗終端進行現場核實和修正。記錄的數據可用GIS屬性數據表示，并加載北斗終端進行修正或補充，事后進行數據的后處理，供規劃平臺做出決策。

概括來說，北斗終端設備在森林資源一、二類調查中的作用是：

·利用動態定位功能完成固定樣地的定位于復位測量（一類調查）；

·利用準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；

·利用準確定位功能確定林場經營單位的境界線，完成經營區劃；

·利用北斗短報文通信傳輸森林林木種類、蓄積、生態環境、地理環境、經營條件等。

●林業資源經營管理平臺

林業資源經營管理平臺的業務為林地管理（包括營造林、亂砍亂伐監控治理）。

·營林

在采伐設計中，可以使用北斗終端定位、求面積、分割采伐小班。將GNSS采集的數據提供給林業資源管理系統，繪制采伐設計圖，對占用的林地，通過GNSS進行初步定位、測量，以決定是否審批。

使用北斗終端對準備采伐的伐區、小班進行踏查，初步確定小班及伐區的位置、面積、運材線路等，經過內業進一步篩選后，確定采伐小班；伐區采伐后，對采伐的小班進行驗收，使用北斗終端可快速、準確地測定所采伐的小班位置是否正確、面積是否準確、是否超邊超界等多項內容。

·造林

飛播造林在未采用北斗終端進行導航作業前，經常會出現重播和漏播情況，效率很低。采用北斗終端進行導航作業后，可合理布設航線準確引導飛機，有效避免了重播和漏播，且播種精度高，作業難度小，大幅降低飛機作業費用。

·亂砍亂伐監控治理

亂砍亂伐監控數據通過巡查采集獲得。巡查采集作業采用北斗終端進行定位，采集到的信息可通過北斗終端短消息的形式實現傳輸。巡查作業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數據庫[5]，數據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資源經營管理平臺，由林業經營管理者調閱，制定治理決策。

根據信息采集手段的不同，信息采集端北斗終端可選用機載形式、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，目的是可與多個信息采集端形成指揮控制網絡，實現管理部門通過規劃平臺對調查規劃作業實施管理。

北斗終端設備在林地管理中的作用是：

·利用準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；

·飛播造林的規劃和導航功能；

·巡查人員、車輛的導航功能。

2.結束語

總之，北斗衛星導航定位系統適合林業開展各類林業勘測、態勢監控、應急指揮、數據傳輸等應用，可有效解決數字林業多種信息的數字化問題，大幅度提高林業管理的工作效率。

參考文獻

[1] 朱穎芳.廣州數字林業多系統集成研究[D].長沙：中南林業科技大學，2012.

[2] 閆忠文.中國衛星北斗導航應用產業發展思路[J].衛星應用.2014（4）：7-10.

[3] 唐金元，于潞，王思臣.北斗衛星導航定位系統應用現狀分析[J].2008（2）：26-29.

[4] 胡翔.北斗在水文監測系統中的應用[J].無線電工程，2009，39（10）：62-64.

[5] 秦潔.基于GIS的生態環境保護決策支持系統研究[J].無線電工程，2007，37（9）：48-50.