基層林業(yè)調(diào)查中GPS和Arc GIS的應用及具體實施

周丹 程潔

基層林業(yè)調(diào)查的主要目的在于了解并掌握當前森林資源的準確數(shù)據(jù)信息，以及自然環(huán)境條件變化、經(jīng)濟社會發(fā)展對林業(yè)發(fā)展的影響，從而促進森林資源的有效利用。本文簡單闡述了基層林業(yè)調(diào)查中應用GPS和Arc GIS的現(xiàn)實意義，分析了基層林業(yè)調(diào)查中的問題，重點討論了基層林業(yè)調(diào)查中GPS和Arc GIS的應用及具體措施。

1 基層林業(yè)調(diào)查中應用GPS和 Arc GIS的現(xiàn)實意義

GPS為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡單、應用廣泛的特點; Arc GIS為地理信息系統(tǒng)，其具有方案優(yōu)勢、高度自動化與流程化、高性能、服務類型豐富、建設標準開放、安全保障完善成熟、監(jiān)控機制強大、可與其他成熟IAAS方案進行集成等特點。在基層林業(yè)調(diào)查中應用GPS和Arc GIS，不僅有利于獲取準確的森林資源信息，也有利于提高基層調(diào)查效率，還有利于實現(xiàn)信息化森林資源管理。通過GPS和Arc GIS，精密定位林業(yè)調(diào)查區(qū)域的森林資源位置，并確定林業(yè)調(diào)查區(qū)域的森林資源位置的三維目標，保持位置誤差不超過1毫米;遠程獲取基層林業(yè)調(diào)查區(qū)域森林資源的三維地圖、數(shù)據(jù)信息要素以及相關影像，借助時態(tài)GIS功能，實時掌握林業(yè)調(diào)查區(qū)域地表環(huán)境的變化情況，并借助空間處理功能，基于獲取到的數(shù)據(jù)信息，對調(diào)查區(qū)域森林資源的分布及發(fā)展趨勢進行全面分析;調(diào)查時，可根據(jù)實際調(diào)查需求選擇調(diào)查時間，隨時切換調(diào)查區(qū)域，免去了實地考察的調(diào)查工作，還可自主創(chuàng)設地圖。

2基層林業(yè)調(diào)查中GPS和Arc GIS的應用問題分析

當前，基層林業(yè)調(diào)查中應用GPS和Arc GIS主要存在投資不足、缺乏相應的設備、相關人員應用技術水平不高、相關人才缺失等問題。投資不足主要表現(xiàn)在補助資金僅夠開展常規(guī)的基層林業(yè)調(diào)查，而不足以開展相關的知識技術培訓工作與宣傳推廣工作;缺乏相應的設備主要表現(xiàn)在缺乏可保持Acr GIS軟件穩(wěn)定運行的計算機設備;相關人員應用技術水平不高主要表現(xiàn)在多數(shù)相關人員不具有利用GPS搜集信息、利用Arc GIS軟件處理信息的技術;相關人才缺失主要表現(xiàn)在高校開設與GPS、Arc GIS有關的專業(yè)相對較少。

3基層林業(yè)調(diào)查中GPS和 Arc GIS的應用及具體措施

3.1手持搭載GPS的接收機收集森林資源數(shù)據(jù)信息

在收集森林資源數(shù)據(jù)信息的過程中，需要明確基層林業(yè)調(diào)查的主要內(nèi)容，確定基層林業(yè)調(diào)查區(qū)域森林資源的分布以及覆蓋面積，并選定要調(diào)查的森林資源數(shù)據(jù)信息要素。基于此，利用搭載穩(wěn)定運行GPS且有充足容量的接受機，對基層林業(yè)調(diào)查區(qū)域森林資源覆蓋面積的邊緣以及拐點進行精準定位，確定其位置的三維坐標，跟蹤測量并檢測森林資源的發(fā)展以及林木生長環(huán)境狀態(tài)，獲取三維地圖及相關影像;接收GPS遠程監(jiān)測數(shù)據(jù)以及各種探測數(shù)據(jù)，對其進行記錄、顯示以及處理，供實時和調(diào)查后數(shù)據(jù)信息分析使用。此外，對各種復雜的森林資源，采集沖向基層林業(yè)調(diào)查提供準確的位置信息，作為應用數(shù)據(jù)處理的基準。必要時，加密收集坐標位置數(shù)據(jù)信息。與此同時，在林業(yè)調(diào)查區(qū)域環(huán)境差異較為明顯的情況下，對森林資源進行多次定位，以便確定森林資源的準確位置。需要注意的是，定位時必須進行投影轉(zhuǎn)換，以提高絕對定位精度。

3.2將數(shù)據(jù)信息導入電腦并執(zhí)行數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換

在將獲取的森林資源數(shù)據(jù)信息導入電腦、執(zhí)行數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換的過程中，需要注意檢查導出的GPS點的數(shù)據(jù)是否缺失、導出步驟是否執(zhí)行妥當，并注意手持機導出數(shù)據(jù)的文件格式以及文件中的數(shù)據(jù)格式是否正確，如逗號格式是否正確、X和Y的順序是否正確等。而且，也需要根據(jù)適用范圍選擇坐標轉(zhuǎn)換方法。使用Arc GIS生成點的數(shù)據(jù)時，確定Arc GIS中X、Y坐標與手持機中測繪數(shù)據(jù)的X、Y坐標相反。當使用Arc GIS過程中遇到這種情況：兩份數(shù)據(jù)有不同的坐標系，想疊加在一起顯示，作圖或顯示精度要求不高，使用Arc Map動態(tài)投影，其內(nèi)部投影機制會解決坐標系疊加問題。數(shù)據(jù)在顯示過程中，會實時的被轉(zhuǎn)換，而不改變數(shù)據(jù)本身。涉及到地理坐標系變換的坐標變換，并且Arc GIS已知二者之間的變換方法，必須在Project中設置Geographic Transmation參數(shù)，在已知列表中做選擇或者自定義。

3.3 Arc MAP導入數(shù)據(jù)信息并矯正數(shù)據(jù)信息內(nèi)容

在Arc MAP導入數(shù)據(jù)信息、矯正數(shù)據(jù)信息內(nèi)容的過程中，需要加載數(shù)據(jù)和影像配準工具，對所有圖件進行掃描配準，配準需要知道的特殊點的坐標，對掃描后的柵格圖盡心檢查，以確保矢量化工作順利進行;輸入控制點，設定數(shù)據(jù)框?qū)傩裕C正并重采樣柵格生成新的柵格文件，進行矢量分化，創(chuàng)建新的要素類，從已配準的地圖上提取登高線并保存。此外，也需要對下載后的所需要處理的森林資源數(shù)據(jù)信息，進行解壓，并設定工作區(qū)。先裁剪要素，拼接圖層，并根據(jù)指定字段的值進行要素融合，將所有圖層中相同的要素合并成一個要素。然后，合并圖層，進行圖層相交，并定義投影，在此基礎上進行投影變換。根據(jù)合并圖層的結果，用圖層相減的功能求出森林資源覆蓋區(qū)域，此時，得到新的圖層，檢查其坐標系是否是投影坐標系，如果不是則將其轉(zhuǎn)換為投影坐標系。查找Arc Map中的聯(lián)動幫助，了解如何使用字段計算器計算森林資源的覆蓋面積。

從以上論述中可知，在基層林業(yè)調(diào)查中應用GPS和Arc GPS具有十分重要的現(xiàn)實意義。不僅有利于獲取準確的森林資源信息，也有利于提高基層林業(yè)調(diào)查工作效率，還有利于實現(xiàn)信息化森林資源管理。應用GPS和Arc GPS的過程中，應手持搭載GPS的接收機收集森林資源數(shù)據(jù)信息，將其導入電腦并執(zhí)行相關轉(zhuǎn)換，并利用Arc MAP對其進行矯正。

（作者單位：1.724300 陜西省漢中市略陽縣國有三岔林林場;2.724300 陜西省漢中市略陽縣國有鐵廠壩林場）