ＧＰＳ技術在森林公園開發規劃和管理中的應用

周　吉

摘要：本文介紹全球定位系統（GPS）技術利用精確性高等特性在森林公園規劃和管理中應用的重要性，闡述其在分布區域規劃、區域面積測定，道路施工放樣，森林旅游導航和定位功能應用，及在森林防火、文物及野生動植物保護應用的可行性。

關鍵詞：GPS;森林公園;規劃和管理

GPS的基本定位原理是通過衛星不間斷地發送自身的星歷參數和時間信息，用戶接收到這些信息后，經過計算求出接收機的三維位置、三維方向以及運動速度和時間信息。其具有定位的高靈敏性和高精度、自動化、提供三維坐標、全天候作業、操作簡便以及全球連續覆蓋等特點。

1 GPS技術在森林公園開發規劃和管理中的重要意義

GPS技術在森林公園規劃和管理中應用對森林旅游開發具有重大的意義。GPS為森林公園的開發規劃和設計提供高精度的位置依據，是森林規劃建設時期以及制作森林公園電子地圖的重要工具；它能夠提高旅游業的現代化程度，科學合理地安排旅游線路，并對其進行智能化調度；借助GPS，實時監控旅游車輛和船只，可以減少旅游事故的發生，為旅游者提供優質滿意的服務和切實可靠的安全保障；GPS還有利于對旅游資源進行統籌管理，促進各旅游企業的相互合作，提高經濟效益,進一步促進旅游事業的發展。第五，現有的掌上型導航接收機和便攜式的個人GPS導航接收機，能為旅游企業開發新型的旅游模式創造條件。

2 GPS技術對公園分布區域規劃、區域面積測定

GPS技術在確定分布區域，計算區域面積和測定界線等方面可以發揮其獨特的重要的作用。在森林中進行常規測量相當困難，而GPS定位技術可以發揮它的優越性，精確測定森林位置和面積，繪制精確的森林分布圖。

在森林公園前期規劃中，若在無明顯地物標的平原地區或地形復雜的山區，判定當前地理位置相當困難。在前期外業調查勘測中，使用傳統的測量工具既不精確又消耗大量的人力財力。利用GPS技術，則能方便、快捷、準確定位。

森林規劃中常規面積測量是先在圖紙上實地勾繪，然后用方格紙或求積儀求算面積。用小比例尺地形圖勾繪時，誤差偏大，會影響面積量測精度，若用GPS量測則可較準確地測定其面積(面積越大，精度越高)。采用普通的GPS系統進行單機多次平均、單機實時采點和雙機靜態差分的混合測量模式或實時動態差分GPS接收系統測量都能達到一般森林調查中的不同精度的要求。

若需從測區外的已知點引點建立基站點時，利用差分GPS測量方法導出一個位于測區附近的交通方便、環境安全的點的大地坐標，在該點上建立基站以完成實際的測量工作，既能方便操作，又能擴大測量范圍。如果能用兩個以上的已知三角點，就能進行交匯檢驗，導出的基站點坐標更具有可靠性。若待測區域山多但都不太高，GPS信號受地形變化影響較小，可以用于三維定位。

3 RTK-GPS道路施工放樣

RTK能夠在野外實時得到cm級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態實時差分(Real-time kinematic)技術，是GPS應用的重大里程碑。由于在進行森林公園道路施工時會遇到高差較大，地形復雜等問題，RTK-GPS的出現給森林道路工程放樣各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業作業效率。

作為測量工作者來說，測量工作始終要遵循先控制后加密的測圖原則，工作量相當大。而RTK作業，可在地形地物上以2~5s一點的速度直接獲取3維坐標，再由數字化成圖軟件系統將坐標、高程與有關的點屬性編碼綜合處理，這樣就形成了數字化地形圖而直接用于線路的選取與設計。

利用RTK-GPS功能，我們可以實現：在不同方向的2條路線上各測2點，求解其交點的坐標并立即放樣到實地上；由實測或者設計的2點所定義的直線及圓心坐標與半徑，立即算出ZY點(直圓點)坐標并放樣到實地；由某路線實測的2交點坐標，立即算出路線設計里程；由已知圓的2個端點及圓心或半徑，將其N等分并放樣到實地；由起點里程與方位角所定義的直線，按里程立即算出百米樁的坐標并放樣到實地；由實地3點確定一個圓的半徑與圓心坐標，并立即放樣到實地。

4 用RTK-GPS制作公園電子地圖

用RTK-GPS技術測圖，可以不布設各級控制點，僅依據一定數量的基準控制點，便可以高精度并快速地測定界址點、地形點、地物點的坐標，利用測圖軟件可以在野外一次測繪成電子地圖。

采用RTK技術進行測圖時，僅需一人背著儀器再要測的碎部點上呆上一、二秒鐘并同時輸入特征編碼，通過電子手簿或便攜微機記錄，在點位精度合乎要求的情況下，把一個區域內的地形地物點位測定后回到室內或在野外，由專業測圖軟件可以輸出所要求的地形圖。經過進一步制作成為電子地圖。用RTK技術測定點位不要求點間通視，僅需一人操作便可以完成測圖工作，大大提高了測圖的工作效率。

5 GPS導航和定位功能在森林旅游中應用

目前，利用先進的計算機、導航、通信及地理信息系統技術，將手持計算機、GPS接收機、GPRS收發器及電子地圖集成在一起，研發了一種攜帶方便、經濟實用的個人旅游助理（Personal Tourism Assistant，縮寫為PTA）。PTA的硬件組成如圖所示。GPS接受機負責確定當前位置（經緯度坐標）；GPRS收發器負責PTA與外界的通信；揚聲器負責播放語音報警信息及外界傳入的語音信息；麥克風負責游客語音的錄入；手持計算機作為PTA的控制中心，除控制其余4個部分之外，還負責電子地圖、游覽路線、景點概況等信息的提示。

若在山野間迷失方向時利用GPS接收機及地形圖，可通過GPS確定站立點的經緯度，并輸入PTA內存，根據GPS所顯示的地理坐標，如建筑物、道路、景點名稱等，將其在地形圖上顯示出的地理坐標值輸入GPS內存，最后利用GPS的導航功能到達目標點。若沒有地形圖，就要事先輸入一些熟悉地點的地理坐標，迷失時通過GPS向這些熟悉地點進行導航。若事先沒有輸入熟悉地點的地理坐標，也沒有地形圖，可通過電臺問明熟悉地點的地理坐標。若體力不支，就干脆通過GPS報出站立點的地理坐標，等待救援人員的到來。

個人旅游助理的研發成功，進一步證明了GPS在森林旅游智能化管理和調度中具有舉足輕重的作用，也是開發新型旅游模式的必要技術支持和條件。

6 GPS在森林防火中的應用

林火預防和林火探測是森林防火的工作關鍵和工作重點。這項工作以往是通過多人徒步行進，走遍管護區內的各個角落，選擇明顯地物，以區別各類可燃物分布的區域。采用GPS技術，可手持GPS接收機分別在各類可燃物區域邊緣走動，根據要求的精度，每隔一段距離或時間讀出所在點的經緯度，在地圖上標記，最后將各點連成線，從而得到各類可燃物分布示意圖。

巡護是林火監測的重要環節，也是控制火災發生的重要措施。通過巡護可發現火情，但如何對發現的林火準確快速定位，是巡護人員必須首先解決的問題，GPS可以滿足巡護過程中的這一要求。具體方法是:通過GPS迅速讀出火場的經緯度，通過電臺與指揮部聯系，準確地報出火場位置，為指揮部研究火情，部署兵力提供重要的信息。

7 GPS在文物及野生動植物保護方面的應用

在文物及野生動植物的保護上，GPS技術也成為了一個有效、方便的可用手段之一。我們只需要建立一個GPS載體的信息管理系統就可以及時了解各個載體的運動情況?？杉瘜Ш?、定位、通訊、報警、防盜、遠程控制等功能于一體。如：在野外文物或古樹名木上安裝GPS跟蹤或入侵的信號發生器，利用GPS載體信息管理系統就可以全面監控野外文物的狀態。若野外文物的安置位置沒有發生變動，則在監控屏幕上顯示的定位標志也同樣沒有變動。一旦有犯罪分子接近或盜竊文物迫使文物的位置發生改變時，報警系統發出的信號就會在電子地圖上提示，并且，電子地圖也會實時、明確的顯示當前文物的準確位置、移動方向和移動速度。同時，GPS系統也可用于野外文物普查、保護標志設置、文物檔案記錄、保護范圍和監控地帶、保護界樁的建立，它可以準確確定和記錄文物、標志和界樁的正確位置。

8 結束語

隨著GPS技術的飛速發展、日趨成熟和森林公園開發的內容逐步完善，GPS技術在森林公園規劃和管理中的應用遠遠不止是以上所述，他具有的定位高靈敏性和高精度、自動化、提供三維坐標、全天候作業、操作簡便以及全球連續覆蓋等特點，使其成為森林公園規劃和管理中的必要手段。如何使GPS技術在森林公園開發中發揮到淋漓盡致，如何能綜合管理和利用現有的旅游資源，如何為游客提供優質的服務和切實可靠的安全保障，將成為我國森林旅游業發展的長久話題。