GPS在林業工作應用中技術要點及存在問題探討

鄭良榮

摘 要：該文對GPS手持機的數據采集、GIS Office軟件對“任務文件”和“圖層文件”的導入導出、ViewGIS軟件對復合圖層編輯的操作要點、應用技巧進行了闡述，并針對存在的問題進行了探討。

關鍵詞：GPS手持機；GIS軟件；ViewGIS軟件；林業專題圖

中圖分類號 P228.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）15-132-03

GPS手持機具備多種數據采集功能，具有標準的航點、航線、航跡記錄及導航功能。數據格式豐富，既可導出常見的gpx格式，也可通過GISoffice軟件，將數據轉換成shp、mif、dxf、csv等多種專業的GIS格式，實現信息化作業。同時滿足導航用戶的需求，可導入、導出GPX格式，在GOOGLE EARTH上完美展現。內置WGS84、北京54和西安80坐標系統，同時支持用戶自定義坐標，滿足個性化需求。隨著科學技術的發展，林業生產活動中新技術的應用越來越普及，應用范圍也越來越廣泛。有效地提高了工作效率，改變了傳統的林業工作模式，實現了無紙化和一體化的作業流程。GPS手持機是林業作業中必不可少的工具，要求林業工作者必須熟練掌握，精通運用。對GPS手持機、相關軟件、林業圖紙制作的操作要點、技巧，進行探討總結，旨在快速提高GPS手持機及相關軟件的應用水平。

1 GPS手持機在林業生產活動中應用概況

1.1 應用非常廣泛 GPS手持機利用定位導航儀進行定位、測距、測面積和導向，這些功能在林業生產中的應用非常廣泛。林業中需要采集的GIS特征物是各種各樣的，如一棵樹、一條路、一片林地等等。根據采集數據的特征可將GIS數據類型抽象、歸納為如下3種：點類型、線類型和面類型。點類型表現為GIS中的一個點，如名木古樹；線類型表現為GIS中的一條線，如林道；面類型表現為GIS中的一片封閉區域，如一片造林地，主要強調的是區域性。總之，不管是森林資源調查中的森林分布區域、樣地初設與復位、森林資源管理，伐區調查、設計、監管、驗收，林地管理，造林設計、驗收，森林保護中的防火林帶建設、森林火災撲救指揮，山林權調處勘界，林業案件的勘察、鑒定、調查取證，林業專題圖制作等等。都有GPS手持機的應用。

1.2 改變了傳統的工作模式 GPS手持機的應用改變了工作模式，提高了工作效率，保證了工作質量。以往測量面積，需要傳統的測量工具，1人測量，1人舉牌，1人記錄，費時費力；現在使用GPS手持機1人就能完成任務。以往要確定林業作業的地點和邊界，要進行“勾圖”。“勾圖”作業準確性全憑工作經驗，誤差大。現在使用GPS手持機導出圖層，準確、工整。以往森林二類調查中樣地西南角點的查找，往往需要“引點”測量，工作量大，效率低；現在可以通過GPS手持機的導航功能輕易實現。以往制圖要手工勾畫，多張圖紙很難完全一致；現在使用GPS手持機及相關軟件，可以通過導出的圖層或在軟件上加線，準確、整齊、美觀。如果把手提電腦帶去作業區，可以實現數據采集、轉換、導入、導出等現場操作，簡單、高效、準確、直觀。

1.3 實現了電子化辦公 GPS手持機進行數據采集，GIS Office軟件進行數據轉換、圖層生成、導出，ViewGIS軟件把GIS Office軟件導出的圖層和林業地理信息圖層有機結合，實現相應的圖層要素編輯，通過電腦輸出，完成工整、專業化的各種林業專題圖制作。還可以配合其它軟件，實現多元化的編輯，實現了無紙化、電子化辦公。

1.4 提升了林業生產管理水平 GPS的應用對提升林業生產管理水平體現在許多方面。如在森林二類調查中的應用。為了滿足森林經營方案總體設計需要而進行的森林資源調查，在公里網交叉點上設立樣地對林分變化進行調查，是一種行之有效的辦法。過去采用在樣地四周埋水泥樁的方法進行樣地標記，這種方法有一定的局限性：（1）有些地點不宜埋樁，如水庫等；（2）水泥樁容易受到人為的破壞、移位等，影響調查的準確性；（3）水泥樁標記明顯，容易導致人為有意保護樣地內的林分，從而導致調查結果和實際情況不太相稱。使用GPS則能夠克服這些不足，把樣地的坐標輸入到GPS接收機，利用GPS的導航功能到達樣地進行調查，不但提高了調查的準確性，而且節省了埋水泥樁的費用，減輕了工作量，提升了管理水平。

2 GPS手持機在林業工作應用中存在的問題

（1）圖層導出發生位置偏移，產生誤差。GPS手持機上讀取的面積和導到地形圖上產生的面積不一致。

（2）培訓不夠，自學不到位。有些技術人員還不會使用或不會全面系統使用。數據的采集和軟件的應用不夠統一，制作的圖紙、文書不夠“專業”。

（3）對有些技術人員來說，使用的次數不多，不夠熟練，學了會，會了忘。

（4）GPS手持機精度受衛星信號、地域位置影響。

（5）GPS手持機有時會出現長時間無法定位的問題。

（6）電腦要讀取GPS手持機上的數據，很多GPS手持機必須安裝自帶的USB驅動程序，USB驅動程序只能安裝在WindowXP系統上，不能安裝在Win7以后的版本上。

（7）地圖制作時的符號填充只在Window NT環境下才有效。

（8）GPS手持機的使用好多業務需要輸出圖紙，有些打印出來的圖紙要素單一，沒有標題、比例尺、圖例、指北針等要素，圖紙質量不高。

3 解決問題的探討和思考

（1）產生偏移誤差的主要原因是坐標系設置的問題，以及地理位置的影響。GIS Office軟件系統默認應用WGS-84坐標系統。2013年以前的林業1∶10 000地形圖（地理信息一一對應圖）坐標系統是北京54坐標系，2013年以后的林業地理信息一一對應圖坐標系統是Xi`an80坐標系。因此要針對導出到的地理信息一一對應圖，對GPS手持機和GIS Office軟件地理坐標重新設置，確保各參數的設置準確。注意“位置格式”和“地圖基準”中各項參數的正確輸入，“位置格式”要置于“User Grid”狀態；“地圖基準”要置于“User”狀態。DX、DY、DZ3個參數各個地方都不相同，不過每組參數可以在很大的范圍內適用。如果您需要這3個參數，建議您到當地的測繪部門去獲得。仙游縣DX、DY、DZ3個參數分別是DX到gs84：-105，DY到wgs84：-50，DZ到wgs84：-2。總之，地理坐標的設置是影響GPS手持機精度的主要原因，地理位置的影響只能通過實踐進行校準、微調。平時在使用過程中，要注意GPS手持機上讀取的面積和導到地形圖上產生的面積誤差范圍，對精度要求高的業務，進行適當的糾偏。

（2）提高對GPS在林業生產中重要性的認識，舉辦GPS手持機應用技術培訓班，學習交流應用心得。

（3）GPS手持機功能很多，不但要認真學習說明書中的全部內容，還要熟練掌握GIS Office軟件、ViewGIS軟件，做到無縫結合，相承使用。

（4）增強實際操作能力，提煉理論要點。對實踐中的應用進行適當的分級，對那些頻繁使用的基本業務，編寫簡明教程，使初學者，一看就懂，一學就會。對那些技術要求較高的業務，要加深理論研究，提高應用水平。

（5）由于衛星信號波長的原因，GPS手持機處于戶內或者可視天空范圍狹小的地方接收不到信號，不能進行定位和導航操作。但是，天氣是不會影響GPS信號的接收。解決辦法是將GPS手持機移到戶外或開闊地帶。

（6）GPS手持機USB驅動程序有待更新升級。

（7）要注意安裝林業軟件的電腦只能使用Window NT的系統。

（8）專業圖紙要求圖紙要素齊全，因此輸出林業專題圖時要編輯好標題，比例尺，圖例，指北針等圖紙要素，提高圖紙質量。

4 操作技巧

（1）在數據采集的過程中，因為衛星可能短時間內達不到作業要求或其它原因需要暫時中斷采集工作，待條件好轉后，再繼續原來的采集。在采集線特征或面特征時，有時也會遇到一些像圍墻、建筑物、水池之類的障礙物，導致采集無法經過特征的全部位置，因此必須暫時中斷當前記錄，繞過障礙物后，再繼續原來特征的采集工作。遇到以上情況時，可以使用[暫停]/[繼續]/[記錄功能]。

（2）使用GPS手持機導航功能時，地圖頁面的比例尺不能過大，一般將比例尺調到200m或更小，不然航跡會被表示當前位置的三角符號遮擋住，導致在機器的地圖頁面看不到短距離的航跡。

（3）如果同一天采集相同類型的數據不止一個，又要在同一復合圖層中同時顯示，就要對類型值進行重命名。

（4）衛星信號不好時會提示“衛星信號不好，是否關閉GPS”要選“否”，繼續搜索衛星信號。如果衛星信號不好按[記錄]鍵時會提示“2D或3D定位后才可以采集”要點“確定”，繼續搜索衛星信號，直到衛星數出現3個以上后采集（衛星數越多精度越高）。

（5）GPS手持機耗電量比較大，因此在使用前5min左右裝電池、開機，搜衛星，關機后應把電池取出。在設置，輸入參數和點位坐標時，應將GPS手持機設置為“模擬”狀態。

（6）工作期間建議不要清除GPS手持機中的航跡。

（7）從手持機復制文件和導入任務文件、導入SHP或MIF文件的區別：從手持機復制文件，指定保存路徑（文件格式為“任務文件”的格式.gmt），這樣操作可以刪除手持機中的數據，有利于提高從手持機中讀取數據的效率。導入任務文件、導入SHP或MIF文件，只能保存導出的文件{形狀文件（*.SHP）或Maplnfo文件（*.mif）。

（8）GPS手持機可以通過“計算長度＼面積”功能現場讀取長度或面積，一般來說長度長，面積大的測量精度高些，對于精度要求較高的，需要進行多次重復測量，在手持機收星狀態良好的情況下，保持較慢的均勻的行走速度進行測量，取其平均值。

（9）關機或更換電池不會造成系統參數及測量數據的丟失，因此參數設置長期有效，不能隨意更改。

（10）只有在“制圖方式”下才能打開“邊框調整”功能。勾選“公里邊框”選項，才能打開“里邊框屬性”功能。

（11）同時打開多個鄉鎮的林班圖：在“圖層欄”窗口右擊“復合圖層”，選擇“轉入新圖層”，打開一一對應圖層中的最后一圖層（lay單層圖層）。實現同時打開多個鄉鎮的林班圖。

（12）選擇打印范圍時要進行打印預覽，以便調整打印頁面的大小，使打印出來的圖紙更美觀。

（13）“地圖標尺參數設置”，標尺刻度數設置為2，單位刻度實際長100，這樣的設置比較合適（1∶10 000，單位m）。

（14）ViewGIS軟件對指北針的編輯比Arcgis10。Arcgis10軟件難的多，如果沒有Arcgis10軟件，可以通過截圖的手法，對添加好線條、圖例、比例尺等圖紙要素的林業地形圖和導出圖層的復合圖進行截圖。使用Word辦公軟件或其它軟件添加指北針圖案、標題，實現林業圖紙要素的多元化編輯。

（15）打印機巧：設置好包括標題、地圖、線條、比例尺、圖例、指北針等圖紙要素，通過[調整花邊]按鈕直接選擇打印區域，比通過[矩形區域設置]選擇打印區域，減少了[圖形操作]的“外剪切”（電腦系統剪切不需要打印的內容）所運行的時間，提高了工作效率。

5 結語

GPS手持機功能豐富，應用廣泛，不僅在林業生產中有其用武之地，在其它行業的應用也是非常廣泛的。GPS手持機，GIS軟件，ViewGIS軟件三者密不可分，離開了GIS、ViewGIS軟件就無法對采集的數據進行編輯。當今的電子產品以日新月異的驚人速度發展著，GPS手持機也在不斷更新換代，包括我們的林業軟件ViewGIS，現在也已經有了更先進的版本Arcgis10，rcgis10引入了3D圖層，使用更直觀、更準確。特別是對地圖制作的很多編輯功能都進行了更新。GPS在林業上應用的文獻很多，本文只從操作層面對林業作業中常用的應用予以闡述，簡略了具體應用的展開，更多的操作技巧有待進一步深入總結。多學習，多操作，多實踐是提高GPS應用水平的基本要求。

（責編：徐煥斗）