几种测量方法在森林资源中的应用与精度分析

潘文君

摘要：通过对林业调查工程的实际进行情况的数据分析，对于当前在森林资源调查过程之中使用的测量方法进行了比较和分析，针对其优点和存在的劣势进行了介绍，分析了几种测量方法的应用情况和测量精度。

关键词：测量方法；森林资源调查；应用；精度分析

一、森林資源调查概述

在我国的森林资源调查工作之中，由于其进行的范围和进行方式不同，一般将调查工作分为三类：全国森林资源清查、森林经理调查以及森林作业设计调查。其中，森林经理调查进行的目的一般是为了后续的林业发展规划需求对森林资源和环境进行的调查和勘测，对于后续建设工程的进行有较大的影响。在我国的森林建设事业的发展建设过程之中，林业生产的主要目的是为我国的基础建设提供木材资源，而森林经理调查的进行项目一般侧重于森林资源的生产量、森林的分布面积以及森林的生长收益等。随着技术的发展，全站仪开始在林业资源的调查之中使用，提升了林业资源调查工作的进行效率。因此，传统的测量手段开始不再满足调查工作进行的要求。随着测绘技术的发展，GPS、RTK等测绘技术在林业调查工作之中的应用逐渐广泛。

二、几种测量方法及精度分析

1、罗盘仪测距

在传统的森林资源的调查过程之中，罗盘仪是经常使用的设备之一，在林业调查过程之中有着相当重要的作用。但是，随着技术的发展和国家林业管理部门对于测量精度的要求，罗盘仪测量的不足也开始显现出来。罗盘仪的制作较为粗糙，其测量的精度直接影响视距法测量的精度。罗盘仪的主要优点是其设计轻巧、携带方便，适合于进行野外测量工作，因此，在一些对测量数据精度要求不高的项目之中仍然发挥着较大的作用。工程人员使用罗盘仪来测量的过程之中一般是以视距法为测量的依据，在测量过程之中，森林罗盘仪的望远镜放大倍数一般为8-15倍。为了避免测量过程之中仪器的误差影响资源调查结果，在测量开始之前工程人员首先要进行误差和相对误差的计算，工程人员会建立一条基线，一般基线两端的高差为4m，之后使用罗盘仪进行多次的视距测量，将所得结果分析之后就可以得出罗盘仪测量方法的误差。以便于提升测量的数据精确度。精确度测量表如下：

由数据分析之中可以看出，随着测距和坡度的增大，罗盘仪测量的精确程度会逐渐下降，竖直角的增大使得误差和相对误差急剧增大，因此，罗盘仪不适合在较大的区域以及地形变化较多的区域之中进行测量。一般在测量过程之中，工程技术人员会使用皮尺来进行测距，将其与罗盘仪异同使用可以提高罗盘仪的测量精度，在一定程度上满足林业建设的测量要求，因此，罗盘仪测距可以在森林经理测量之中使用，但是在大范围的林业测量或是森林资源生产结构等测量项目之中，由于其精度不足，使用效果不佳。

2、全站仪测量

全站仪是当前在林业资源调查过程之中使用较多的一种电子测绘仪器，其功能包括测距、经纬度确定以及数据处理等，在测量过程之中使用方便，测量的精度高，可以直接通过座标计算来确定需要测量的林木的位置，根据高程来测定林木生长高度等，工程技术人员在获取数据之后可以及时使用办公软件和数据分析软件对数据进行分析处理，可以较好的得出测量和分析结果，是一种使用较多的测量仪器。全站仪的测距精度一般可以达到±（5+5×10-6D）mm， 因此在短距离的林业样地测设中测距误差可以忽略不计。全站仪在测设样地90°转折角时，为了提高工作效率，一般采用半测回观测。根据结果分析：全站仪观测水平角，边长和高度角对水平角观测精度无显著影响。现利用一台低端全站仪如NTS355（测角精度为±5″）来测角。三角高程测量是利用全站仪由测站点向目标点观测高度角和斜距，通过三角公式计算两点间的高差和平距。在精密三角高程测量中，若距离较短，距离测量不需考虑高程归化和高斯投影改正，但高差需顾及球差和气差改正。虽然未顾及测站偏心差和目标偏心差，但一般林业样地边长都不大于100m，所以全站仪测距、测高差和测坐标的精度完全满足精准林业测量。

3、GPS测量

在我国林业产业上，GPS主要应用于飞播及防病虫害导航、典型样地定位、荒漠化监测及林火监测等方面。我国主要利用美国国防部研制组建的全球定位系统，大地型GPS接收机主要作业方有静态绝对定位和动态相对定位，精度分别可达到毫米级和厘米级，但GPS测量在林业上的应用主要受到森林覆盖率和高度角的局限，因此目前在林业上多是利用低精度的手持GPS。手持GPS在林业生产中主要用于测量面积、测设样地和已有样地点导航以及距离测量等。近年来，手持GPS精度也有较大提高，如GARMIN公司的Vista接收机标称精度为平面5m，高程2.5m，观测条件良好时，各点测量精度均匀，减少了人为因素的干扰，并且通过后处理可进一步提高精度。GPS-RTK（GPS-real time kinematic）技术是GPS技术发展的新方向，作者通过利用GPS-RTK测定莫干山边界的工程实例表明：在森林覆盖率较高的乔木和毛竹林中，山脊和山腰上RTK定位精度可达到厘米级，在山谷中选择合适的时间段也可达到分米至米级。20世纪末，GPS连续运行参考站技术的研发，网络RTK发展蓬勃，全国多省市包括杭州、宁波已建立GPS连续运行参考站网，浙江省网正在建设中，网络RTK代替了传统的单基站RTK模式，不需要再建立基站，延长了作业距离，提高了差分精度，虽然定位精度同样是厘米级，但仪器成本降低，作业更简便，必将在林业生产中得到广泛应用。

三、结语

网络RTK是近几年兴起的新技术，由于仪器设备的相对昂贵和该技术的普及程度有限，导致了该技术在林业上的应用还很鲜见，但鉴于传统RTK应用的可靠性和优越性，随着GPS连续运行参考站网覆盖范围的扩大，必将连同全站仪将成为林业测量的主要仪器设备。

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