RTK測量技術在林業三類調查中的應用

章煜

（云南省昆明市林業調查規劃院 云南昆明 650051）

RTK測量技術在林業三類調查中的應用

章煜

（云南省昆明市林業調查規劃院 云南昆明 650051）

近年來，隨著GPS技術的快速發展，尤其是RTK測量技術的出現，為測量技術史上迎來了一次新的革命。伴隨著對RTK測量技術在各個領域的廣泛使用，該技術在林業調查規劃工作中也開始探索和應用。本文主要介紹了RTK測量技術的工作原理與具體步驟以及在林業調查工作中應用的優點和受到的限制，為以后的深入研究提供有效的參考依據。

RTK；林業；三類調查；應用

隨著國家社會經濟的迅速發展以及林業科學技術的進步，林業調查工作技術要求精度越來越高，特別是在林業三類調查中的工程使用林地、非法占用林地、未批先占林地等面積不大但是精度要求很高的調查中，針對利用羅盤、皮尺等傳統的測繪技術有工作量大，受地形限制且工作效率低等弊端，在一定程度上不能滿足現代林業發展與林業調查的需求。本次調查采用了RTK技術解決在工程使用林地時發生的未批先占的地塊面積調查求算問題，大幅度地提高了林業調查的面積求算精度和工作效率，并通過RTK的實例測量過程總結了RTK技術在林業調查工作中的應用中的優勢、缺點及在林業調查工作中應用的前景。

1 RTK概述

RTK測量技術主要是由三部分構成：①數據傳輸設備；②GPS數據接收設備；③軟件系統。其工作原理主要是利用接收器設備進行數據輸送與接收，一般情況下，為了確保可以接收到很強的信號，需要使用到兩臺以上的接收器設備，將其中一臺接收器設備作為基準站，再將其他接收器作為信號增強器。在實際操作中，接收器能夠準確低跟蹤、實時觀測到衛星位置，從而借助傳輸工具將觀測到的信息傳送給接收機，移動接收設備可實時處理基準站所觀測的信息數據，以此完成了三維坐標定位。移動接收設備應用范圍較廣，不僅能夠對靜態環境進行測量，而且還能在動態環境中搜索三維坐標。移動接收器設備可跟蹤五顆衛星位置，然后利用衛星位置能夠繪制幾何圖形[1]。

2 RTK在林業三類調查中的實例

2.1 基本情況

本次RTK實例應用選取了昆明市安寧市的一個礦區的工程使用林地項目，屬于林業調查工作中的三類調查，由于該工程在未被審批以前已經動工了一部分工程，且已經非法使用了一部分林地，因此在調查未批先占的林地面積時需要高精度調查面積和蓄積量，本次現地使用的設備為中海達公司生產的中海達GPSV30型號，根據工程建設方提供的1：2000的電子地形圖對該區域的非法占用林地面積、蓄積進行調查，在此只敘述RTK測量面積的部分。

2.2 RTK測量步驟

（1）設置基準站，主要選擇寬闊的視野與周邊環境，地勢高，周圍沒有任何干擾的區域來架設基準站，本次架設的基準站位于調查地塊東側的一獨立山頂上，具體操作步驟為：①GPS接收機信息選擇儀器編號進行連接，如果編號不在列表中點擊搜索，搜索到點擊停止，等待數據板信息出現后即認為連接成功。②基準站設置，等待衛星鎖定后，輸入天線高（就是儀器的斜高），點擊平滑進行10次平滑采集，對勾數據鏈并調整（內置電臺，頻道，高功率），然后選擇其他下面的差分模式和差分電文并點擊確定，等待彈出設置成功后，觀察基站差分燈是否一秒閃爍一次，閃爍穩定以后斷開GPS。

（2）設置移動臺，同樣方法使用手簿連接移動臺（UHF移動臺）。具體操作步驟為：設置移動站數據鏈（內置電臺，頻道和基準站一樣），選擇其他下面的差分電文格式（CMR）并確定。接下來設置天線，彈出的界面中輸入天線斜高（從對中點量至主機中縫隙處）點擊應用。進入測量并得到固定解。

（3）求解轉換參數：①到達欲參與求解參數的點位后，將對中桿放置水平，點擊測量，進入測量界面。點擊平滑采集按鈕采集坐標，回車保存。同樣采集其他欲求數的實地坐標。②將控制點坐標添加進控制點庫。在測量界面，點擊控制點庫并輸入點名和x、y、h并保存。同理添加其他控制點坐標。③參數坐標系統設置，在參數計算中添加源點右邊的記錄點庫中選擇控制點1然后在目標右邊的控制點庫中選擇控制點1對應的點（最好自定義的時候保存為同一個名字）并保存。同樣的方法將其他參與參數解算的坐標點對添加進來。至少應該有2個坐標點。④點擊解算。觀察比例縮放因子K是否接近于1（即和1的差值要在±0.0001以內），然后點擊運用，在核對參數無誤后點擊對勾，保存坐標系統，并且更新坐標點庫。本次通過3個放樣點的坐標采集，比例縮放因子達到了0.9999。

（4）點放樣，首先，建立一個新的項目，并建立坐標系統。在RTK測量中進行點放樣，同時對每個點的名稱進行記錄，從差分數據信號中的浮動轉變為固定時，就可以明確該點的坐標信息。本次的調查對象為一個塊狀立地塊，采用繞測放樣的辦法，分別繞測地塊得到共101個放樣點作為外業調查資料。通過RTK的移動站得到放樣點的坐標見表1。

表1

2.3 內業處理

在完成采集坐標點數據后，將其導入計算機中，進行內業處理，隨后利用Arcgis10.0軟件將導入的數據成圖在1：2000的電子地形圖上求算面積并自動疊加，在通過林分的因子和求算的面積計算出林地和林木數據，最終形成本次調查未批先占使用林地調查的資源現狀圖，如圖1。

圖1

3 RTK在林業三類調查中的優勢和局限性

3.1 RTK在林業三類調查中的優勢

①調查精度高，采集的點精度可以達到厘米級；②雖然架設基站需要花去一部分時間，但是在外業的調查過程中非常方便快捷，這比起傳統的羅盤調查方法大大提高了工作效率；③內業工作量大幅減少，傳統的羅盤測量內業成圖必須由人工輸入調查數據，而借助RTK的自帶軟件，可以一次性把所有的調查信息輸入給電腦自動成圖；④對于地形起伏且通視不好的地方，RTK的測量能仍不受限且不會降低工作效率。

3.2 RTK在林業三類調查中的局限

①林業三類以下的調查不宜使用RTK技術，由于林業工作中常常出現需要調查對象為面積很大的區域但精度要求不需要到厘米級的調查任務，多為三類及以上的規劃、評估、清查等的林業調查，RTK技術的應用就會受限，在精度要求不高的工作中，就會顯得RTK技術測量的工作量巨大；②在RTK技術使用中，調查精度會受空氣環境及時間的影響。一般情況下，一天在早上11點以前與下午14點之后使用RTK技術測量的效果最好；③受初始化時間影響。在高山、森林密布地區進行操作時，衛星信號出現被遮擋情況使信號失鎖，此時，RTK測量就會需要重復進行初始化，初始化得到時間過長也會對測繪效率以及測量精度造成影響。

4 結束語

目前，伴隨著RTK的測量技術在大量的工程建設項目中的使用，其技術已經趨于成熟，這項技術的應用范圍越來越廣，但在林業調查中應用卻很有限，主要原因是林業調查精度的要求和調查對象單位面積很大，同時，林業調查基本都是在山區、林區，調查對象大多為有林木覆蓋的地區。但隨著現代林業調查的發展，特別是在一些三類調查比如非法占用、未批先占等有一定精度要求且面積不是很大的地塊調查中，同樣存在RTK的使用空間，通過本次在林業調查中的實際應用可以看出，RTK測量技術在三類調查中還有很大的應用空間，從事林業調查的技術人員需要對一些影響測繪效率的因素進行分析，盡量采取多設置測控點的方式來提高衛星定位的精準性，并對每個測控點進行反復測量，盡可能降低這些因素對測繪的干擾，從而保證測量出來的數據信息的準確性、可靠性。從以上來看RTK技術在面積精度要求較高的林業三類調查中具有廣闊的發展前景。

[1]GPS RTK在工程測量中的應用研究.

[2]淺談RTK在城市測量中的應用.

[3]董云富，姚偉峰，朱相雄.淺析GIS在林業調查中的應用與前景[J].安徽農學通報（上半月刊），2011，21：173～174.

[4]黎曦.基于CORS技術的林區公路測量及實例分析.

S758

A

1004-7344（2016）07-0215-02

2016-2-20

章 煜（1979-），云南會澤人，2002年畢業于南京林業大學，林業經濟管理專業，從事林業調查規劃工作。