基于GPS技術的森林資源調查規(guī)劃設計

蔡始榮

(廣東省懷集縣林業(yè)技術推廣中心,廣東 懷集 526400)

1 引言

森林資源作為我國重要的戰(zhàn)略資源，必須給予足夠的重視程度。由于森林資源具有動態(tài)的特性，對森林資源的調查是科學規(guī)劃森林資源的有效途徑，能夠最大程度上發(fā)揮森林資源調查規(guī)劃的能動性，為森林環(huán)境的生態(tài)發(fā)展奠定了基礎。傳統(tǒng)研究中，采用羅盤儀定位的方法，但是存在覆蓋范圍小、測量時間長、采樣點有限以及定位精準度不足等問題，導致森林資源調查規(guī)劃實際效果很難達到預期，無法實現(xiàn)高精度森林資源調查規(guī)劃。考慮到以往森林資源調查規(guī)劃設計中的不足之處，GPS技術的誕生對以往的定位領域產(chǎn)生了巨大變革，本文通過將GPS技術應用在森林資源調查規(guī)劃設計中，重構森林資源調查規(guī)劃設計中的定位、導航、測距以及測定邊界技術方法，致力于提高森林資源調查規(guī)劃精度，為森林資源調查規(guī)劃設計提供一個嶄新發(fā)展方向。

2 GPS技術

GPS技術又稱衛(wèi)星導航系統(tǒng)，最早起源于美國軍方，主要用于搜集軍事情報。GPS技術一經(jīng)提出，立即受到相關方面的重點關注[1]。在此基礎上，通過40年來的不斷研究深入，GPS技術逐步走向成熟，且應用范圍越來越廣[2]。其中，最為突出的是應用于導航領域，包括：武器導航、飛機導航、車輛導航、船舶導航以及個人導航。GPS技術作為定位技術中的一種，具有自動靈活、高效精準、成本低廉的優(yōu)勢，通過結合信息技術利用同時觀測的信號進行做差處理，將倆個測站的公共誤差消除掉，從而使兩個測站的相對位置(也就是基線向量)定位準確，達到控制定位的要求。

3 基于GPS技術的森林資源調查規(guī)劃方法

3.1 確定森林資源調查規(guī)劃目標

在森林資源調查規(guī)劃過程中，必須預先確定森林資源調查規(guī)劃目標[3,4]。本文設置森林資源調查規(guī)劃目標包括：森林資源類型、結構、地域分布以及相關參數(shù)，再根據(jù)森林資源調查的優(yōu)先級決定森林資源調查規(guī)劃順序。本文通過信息度優(yōu)先算法將調查規(guī)劃目標以權值的形式進行展示，根據(jù)森林資源的影響因子，計算動態(tài)規(guī)劃調查截止時間以及最高預算[5]。動態(tài)規(guī)劃森林資源的表達式，如公式(1)所示。

(1)

在公式(1)中，?指的是森林資源動態(tài)調查規(guī)劃時間；tasksnum指的是森林資源調查數(shù)據(jù)結構的大小；D指的是森林資源在某一時刻的動態(tài)規(guī)劃能力；G指的是森林資源動態(tài)規(guī)劃截止時間；C指的是森林資源動態(tài)規(guī)劃時每秒計時收費；R指的是森林資源動態(tài)規(guī)劃的最高預算。在通常情況下，根據(jù)常見的森林資源，?的取值范圍在0.0時表示對調查規(guī)劃的預算具有很高的要求；在0.5時表示森林資源動態(tài)調查規(guī)劃的預算與時間比較均衡；在1.0時表示對調查規(guī)劃的時間具有很高的要求。

3.2 基于GPS解釋森林資源調查規(guī)劃數(shù)據(jù)

在確定森林資源調查規(guī)劃目標的基礎上，為進一步提高森林資源調查規(guī)劃精度，本文運用GPS技術，解釋森林資源調查規(guī)劃數(shù)據(jù)。首先，通過GPS技術中的GPS模塊能夠向衛(wèi)星傳輸一條完整的YNMWQ528425語句，用于描述森林資源調查結果。而后，判定YNMWQ528425語句中的起始符“$YNMWQ”，以此為起始點讀取數(shù)據(jù)，尋找域分隔符“，”，并在字符中獲取有效數(shù)據(jù)。最后，用回車作為終止符中斷讀取，基于GPS解釋森林資源調查規(guī)劃數(shù)據(jù)。YNMWQ528425語句基于GPS解釋說明，如表1所示。

結合表1所示，基于GPS解釋森林資源調查規(guī)劃數(shù)據(jù)，通過GPS技術，精準定位森林資源調查規(guī)劃數(shù)據(jù)。

表1 YNMWQ528425語句基于GPS解釋說明

3.3 動態(tài)規(guī)劃森林資源調查結果

針對以上GPS解釋得出的數(shù)據(jù)，假定森林資源調查規(guī)劃數(shù)據(jù)在T時刻所處的規(guī)劃難度級別為X，可立即采取X下的森林資源調查規(guī)劃方法Sk；在Tl時刻，森林資源V1、V2、V3、V4、V5在Tl時刻會演變到Xk級別的概率為Pk，下面則得出針對Tl時刻可能動態(tài)規(guī)劃的森林資源調查結果。

當Xk≤X時，此時動態(tài)規(guī)劃森林資源調查結果能夠完全控制規(guī)劃難度級別，不需要對森林資源進行規(guī)劃，視為森林資源調查規(guī)劃的特殊情況。

當Xk>X時，森林資源調查規(guī)劃不能夠完全控制規(guī)劃難度級別，需要重新規(guī)劃森林資源調查結果，直至森林資源調查規(guī)劃方案能夠完全控制規(guī)劃難度級別。在此種情況下，動態(tài)規(guī)劃森林資源調查結果包括以下兩種情形。

第一種，當規(guī)劃方案Xk與規(guī)劃難度級別X下演變到Xk級別的概率Pk不相關，則必須停止執(zhí)行森林資源動態(tài)規(guī)劃方案Xk，轉為執(zhí)行Sk。

第二種，當規(guī)劃方案Xk與規(guī)劃難度級別X下演變到Xk級別的概率Pk相關，此時可以執(zhí)行森林資源動態(tài)規(guī)劃方案Xk[6]。并在此基礎上，通過GPS技術精準規(guī)劃森林資源調查結果，使規(guī)劃后的森林資源與Xk大致相同即可，從而達到能夠完全控制規(guī)劃難度級別的目的，實現(xiàn)基于GPS技術的森林資源調查規(guī)劃。

4 實例分析

4.1 實驗準備

為了驗證本文方法在實際應用中的性能，進行一次對比實驗。由于森林資源數(shù)據(jù)來源的有限性，本文使用MyCloud自帶的基準測試程序來進行調度器的測試和評估。基準測試程序的選擇是決定系統(tǒng)性能評估正確性和真實性的一個重要因素。在本次實驗中，提交執(zhí)行了4個不同時間影響因子的Job，每個Job的數(shù)據(jù)處理量為521 MB，存儲在HDFS上的物理塊大小為64 MB，每個任務有8個子任務。將采集到的森林資源數(shù)據(jù)利用MyCloud實驗軟件，進行歸一化處理。以森林資源調查規(guī)劃誤差平方和作為測試依據(jù)，調查規(guī)劃誤差平方和越小證明其調查規(guī)劃精度越高。分別使用傳統(tǒng)方法以及本文設計方法進行實驗，設置傳統(tǒng)方法為實驗對照組。實驗環(huán)境配置要素具體參數(shù)，如表2所示。

結合表2所示，在此次實驗中,共進行7組實驗。針對MyCloud實驗軟件測得的誤差平方和，記錄實驗結果。

表2 實驗參數(shù)設置

4.2 實驗結果與分析

根據(jù)上述設計的實驗步驟，采集7組實驗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)誤差平方和對比結果，如圖1所示。

圖1 調查規(guī)劃誤差平方和對比

通過圖1可得出如下的結論：本文設計方法調查規(guī)劃誤差平方和明顯低于對照組，設計方法森林資源調查規(guī)劃精度更高，可以實現(xiàn)精準森林資源調查規(guī)劃。

5 結語

本文通過對基于GPS技術的森林資源調查規(guī)劃設計，以實驗的方式證明了GPS技術在森林資源調查規(guī)劃中的實用性。在運用GPS技術在定位的過程中，即便遭受到外界環(huán)境的干擾，但外界干擾對森林資源調查規(guī)劃結果產(chǎn)生的具體影響較小[7]。因此，有理由加大GPS技術在森林資源調查規(guī)劃中的應用，提升森林資源調查規(guī)劃工作的精準程度。通過以上研究，希望能夠為森林資源調查規(guī)劃提供一定程度上的參考與借鑒。