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GPS在林业生产中的应用研究

发布时间:2019-10-29 12:26:51      来源: 孙玉利
孙玉利

(吉林市松花湖实验林场,吉林 吉林 132108)

[摘 要] 随着科学技术的进步和社会经济的迅猛发展,森林资源的开发、利用和保护需要紧跟经济发展的步伐,及时掌握森林资源的动态变化,有利于为保护、开发森林资源提供决策依据。科技的发展给林业系统新技术的应用提供了可能,特别是GPS技术的应用范围越来越广泛,在森林资源监测、灾害预警等方面带来了重大变革,显著提高了林业系统各部门的管理水平和管理效率。基于此,本文从GPS的内涵及应用功能出发,对GPS在林业中的具体应用进行初步探析,以期为提高林业经济效益有所帮助。

[关键词] GPS;林业生产;应用

科技的进步使得林业系统新技术得到普及,应用范围越来越广泛。GPS在森林资源监测、规划设计和灾害预警等方面发挥了重要作用,给林业经营管理部门做出决策提供了必要的依据。在林业系统中,GPS的广泛应用改变了传统的林业工作模式,使得林业模式出现了质的飞跃,极大地提高了林业工作效率。GPS具有全天候、高精度、自动化、高效益等特点,将GPS技术广泛应用在林业生产中,能够精准高效地提供精密坐标,完成森林资源调查和动态监测,估算木材量和可才发木材面积等。从长远来看,必将改变林业发展现状,促使林业工作向高效、现代化的方向发展,一定会取得巨大的经济效益和社会效益。

1 GPS内涵及应用功能 1.1 GPS内涵

GPS是全球定位系统(Global Positioning System)的简称,又称全球卫星定位系统,是一个中距离圆型轨道卫星导航系统,可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位、测速和高精度的时间标准,确定三维位置、三维运动和时间[1]。该系统由美国政府于1970年开始进行研制,并于1994年全面建成,使用者只需要GPS接收机就可享受服务,无需另外付费。

在森林、树林中实地考察时,如何辨别方向是林业工作者必须面对、解决的实际问题。森林中没有定位和导向路标,许多人在科学考察中会遇到“如何返回出发地和标本采集地”的难题。全球定位系统(GPS)的出现,为林业工作者提供了新的导向。

GPS利用分布在外层空间的卫星,为地球表面提供定位、导航和测绘服务,定位导航仪利用接收到的卫星信号,经过几何计算来确定地球表面的具体位置。GPS定位导航仪通过卫星星历和卫星位置,来推算接收信号的时间与发射时的时间差,来计算出相应距离,当算出与至少3颗卫星的距离后,就能推算出其空间位置。GPS的坐标系统分为大地坐标系和投影坐标系,目前国际上采用的大地坐标系就是人们常说的经纬度坐标[2]。

1.2 GPS应用功能

林业工作者在利用GPS时,通常会用到定位、测距、测速等功能。

随着社会经济的发展,林木需求量越来越大,造林受到了越来越广泛的关注。传统的飞播造林,飞行员难以判断已播林和未播林,重播和漏播情况极为常见。将GPS应用于飞播造林,飞行员可以利用记录的航迹了解已播路线和未播路线,从地面即可设定飞行航线,极大地降低了作业难度。另外,没有采用GPS之前,林业工作人员很难对物种林的分布和大小进行分类整理,采用GPS后可以利用其航迹记录功能,对各林业类型进行标注,实现对采伐和更新的动态比例,不仅节省大量的人力、物力、财力,还能提高工作效率,获得更大的经济效益[5]。

1.2.3 测速与导航功能。在地形复杂、交通不便的原始森林等偏远地区,大树遮天使得林业工作者难辨方向,常常会迷失在森林中,而GPS的导航功能则可以帮助工作人员顺利找到出发地点。

1.2.2 测距功能。在野外工作时可以利用GPS定位任意两点间的距离,定位出发点或工作点,随时测定这两点间的定位距离,解决样线长度的测定,避免出现较大的误差。例如,当研究某些野生树种的生长区域时,可以定位这些地点,对这些树种的生存条件进行研究,只需要定位分布区域的最宽处两点即可。

1.2.1 定位功能。GPS定位导航仪具有定位功能,有些型号的导航仪能够连续25 h自动开机将定位数据记录于缓冲区。利用这个定位功能,不仅可以将数据采集地点的位置记录下来,还能在标志物变了的情况下找到标本采集地点,即使在大海、沙漠、林业中也很难迷失位置。GPS将地理位置转为GIS数据格式并产生地图,将野外采集到的位置、火区边缘、交通道路转化为点、线等数据,传输到指挥部的GIS系统中,就能准确定位到具体的位置。

2 GPS在林业生产中的应用 2.1 GPS在森林资源管理中的应用

GPS可以克服林区透视条件差、常规测量困难等问题,精准、高效地实现度森林资源的勘察。比如,在对伐区进行调查设计时,常规伐区调查难度较大,采用一般的调查方法难以进行精准测量,利用GPS接收机可以克服植物被挡和地形陡峭造成的通视困难,根据调查人员的运动轨迹,实时记录下伐区边界坐标。在制作林业专题图时,改变传统手工绘图效率低、精度低的缺点,GPS对各种物标进行测量后,配合地理信息系统即可制作多种专题图,而且精度较高、成图速度较快。在区划时应尽量靠近区划线,若使用手持GPS,则需注意尽量不要左右摇摆。要想保证区划的经度,则要等GPS搜索到4颗以上卫星,当误差显示为10 m以下时,打开航迹记录方可[4]。在行走过程中,天线部位不要被手指挡住,防止影响信号的接受,如果误差过大,应站在原地等待,等误差缩小后再继续行走。如果在关机状态下移动,可能会造成搜星困难,应重新选择菜单选项,使GPS进行自动搜索卫星。

即第j个行业生产1单位产品所需的全部资本等于第j个行业生产1单位产品所需的直接资本加上生产所有中间投入所需的资本之和。

2.2 GPS在林业生产和规划中的应用

据了解,美国林业局根据林区面积和树木密度来销售木材,这就要求木材面积的测量闭合差必须非常小,利用GPS在林区周边进行GPS偏差矫正,与已测面积误差约为0.03%,这说明只需要利用GPS技术就能对林区面积进行测量,而且测量的精准度很高。在进行样地初设与复位时,利用GPS输入坐标,不需要引点引线也能进行复位测定,既提高了工作效率,还能将误差控制在合理范围内。在境界线的勘测方面,可以利用差分或测量GPS对林区境界线进行面积求算和绘制图形,达到对林区动态监测的目的[3]。

关于50 G PON调制方案,目前业界仍在研究中,具体包括不归零码(NRZ)、NRZ+均衡和四级电平脉冲幅度调制(PAM4)等。为了更好实现50 Gbit/s速率,NRZ需要50 Gbit/s的速率器件,当前产业链不够成熟。NRZ+均衡和PAM4基于25 Gbit/s速率器件,器件相对成熟,是50 G PON调制技术的研究热点。

2.3 GPS在造林中的应用

图2为车钩处于未压缩与未拉伸状态时,车辆在R=30 m的圆曲线上的几何状态图。通过该图可测量线缆固定点间的距离变化。

2.4 GPS在森林保护中的应用

利用GPS、地理信息系统、遥感技术、实时差分技术等,可以建立林火信息管理系统,发生火灾时利用GPS接收机进行实时定位,使得扑火队能够迅速、准确到达火场进行扑救。同时,GPS还可以估测受灾林地面积及损失,将火灾周边绘成图形,方便进一步采取扑救措施[6]。

2.5 GPS在森林病虫害防治中的应用

利用GPS可以实时了解病虫害的发展程度、发生位置,从而方便林业工作者及时进行防治。在大面积的林地喷洒农药时,人工喷洒既费时费力又效率低下,将GPS加装到飞机上,能够极大地提高农药喷洒效率,对空中准确投掷农药有重要意义。

因此,中国古代的风俗画之所以成型,很明显是建立在实用主义基础上的,功利性的实际意义大于审美意义。其创作目的主要有以下几种:其一,早期生活的需要。其二,为统治阶级服务,带有记叙性意义的绘画。其三,风俗画发展到后期,纳入很多审美情趣,已经具有了审美的意义。

总之,GPS在林业生产中的应用不仅有利于节省时间,提高工作效率,而且有利于实现林业的现代化发展。

参考文献

[1]余腾彪.Compass-GPS-ArcGIS在林业生产中的实际应用探讨[J].现代园艺,2015(4):217-218.

[2]李良玉,李学军.手持式GPS在国有荔浦林场林业调查规划和生产中的应用[J].绿色科技,2017(8):215-216.

[3]李锦涛.GPS技术在林业测绘中的应用研究[J].乡村科技,2017(8):95-96.

[4]杨发凯.容器育苗技术在林业生产中的应用研究实践思考[J].农家科技旬刊,2017(2):51-53.

[5]张丽丽,张明明.木本植物组织培养技术在林业科研与生产中的应用与局限[J].北京农业,2015(9):67-69.

[6]安耀荣.探讨容器育苗技术在林业生产中的应用和发展[J].北京农业,2015(33):91-92.

[中图分类号]S712

[文献标识码]A

[文章编号]1674-7909(2017)32-89-2

作者简介:孙玉利(1977-),男,大专,助理工程师,研究方向:林业管理。

 
 
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