GPS在林業生產中的應用研究

[摘 要] 隨著科學技術的進步和社會經濟的迅猛發展，森林資源的開發、利用和保護需要緊跟經濟發展的步伐，及時掌握森林資源的動態變化，有利于為保護、開發森林資源提供決策依據。科技的發展給林業系統新技術的應用提供了可能，特別是GPS技術的應用范圍越來越廣泛，在森林資源監測、災害預警等方面帶來了重大變革，顯著提高了林業系統各部門的管理水平和管理效率。基于此，本文從GPS的內涵及應用功能出發，對GPS在林業中的具體應用進行初步探析，以期為提高林業經濟效益有所幫助。

[關鍵詞] GPS；林業生產；應用

[中圖分類號] S712 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2017）32-89-2

科技的進步使得林業系統新技術得到普及，應用范圍越來越廣泛。GPS在森林資源監測、規劃設計和災害預警等方面發揮了重要作用，給林業經營管理部門做出決策提供了必要的依據。在林業系統中，GPS的廣泛應用改變了傳統的林業工作模式，使得林業模式出現了質的飛躍，極大地提高了林業工作效率。GPS具有全天候、高精度、自動化、高效益等特點，將GPS技術廣泛應用在林業生產中，能夠精準高效地提供精密坐標，完成森林資源調查和動態監測，估算木材量和可才發木材面積等。從長遠來看，必將改變林業發展現狀，促使林業工作向高效、現代化的方向發展，一定會取得巨大的經濟效益和社會效益。

1 GPS內涵及應用功能

1.1 GPS內涵

GPS是全球定位系統（Global Positioning System）的簡稱，又稱全球衛星定位系統，是一個中距離圓型軌道衛星導航系統，可以為地球表面絕大部分地區提供準確的定位、測速和高精度的時間標準，確定三維位置、三維運動和時間[1]。該系統由美國政府于1970年開始進行研制，并于1994年全面建成，使用者只需要GPS接收機就可享受服務，無需另外付費。

在森林、樹林中實地考察時，如何辨別方向是林業工作者必須面對、解決的實際問題。森林中沒有定位和導向路標，許多人在科學考察中會遇到“如何返回出發地和標本采集地”的難題。全球定位系統（GPS）的出現，為林業工作者提供了新的導向。

GPS利用分布在外層空間的衛星，為地球表面提供定位、導航和測繪服務，定位導航儀利用接收到的衛星信號，經過幾何計算來確定地球表面的具體位置。GPS定位導航儀通過衛星星歷和衛星位置，來推算接收信號的時間與發射時的時間差，來計算出相應距離，當算出與至少3顆衛星的距離后，就能推算出其空間位置。GPS的坐標系統分為大地坐標系和投影坐標系，目前國際上采用的大地坐標系就是人們常說的經緯度坐標[2]。

1.2 GPS應用功能

林業工作者在利用GPS時，通常會用到定位、測距、測速等功能。

1.2.1 定位功能。GPS定位導航儀具有定位功能，有些型號的導航儀能夠連續25 h自動開機將定位數據記錄于緩沖區。利用這個定位功能，不僅可以將數據采集地點的位置記錄下來，還能在標志物變了的情況下找到標本采集地點，即使在大海、沙漠、林業中也很難迷失位置。GPS將地理位置轉為GIS數據格式并產生地圖，將野外采集到的位置、火區邊緣、交通道路轉化為點、線等數據，傳輸到指揮部的GIS系統中，就能準確定位到具體的位置。

1.2.2 測距功能。在野外工作時可以利用GPS定位任意兩點間的距離，定位出發點或工作點，隨時測定這兩點間的定位距離，解決樣線長度的測定，避免出現較大的誤差。例如，當研究某些野生樹種的生長區域時，可以定位這些地點，對這些樹種的生存條件進行研究，只需要定位分布區域的最寬處兩點即可。

1.2.3 測速與導航功能。在地形復雜、交通不便的原始森林等偏遠地區，大樹遮天使得林業工作者難辨方向，常常會迷失在森林中，而GPS的導航功能則可以幫助工作人員順利找到出發地點。

2 GPS在林業生產中的應用

2.1 GPS在森林資源管理中的應用

據了解，美國林業局根據林區面積和樹木密度來銷售木材，這就要求木材面積的測量閉合差必須非常小，利用GPS在林區周邊進行GPS偏差矯正，與已測面積誤差約為0.03%，這說明只需要利用GPS技術就能對林區面積進行測量，而且測量的精準度很高。在進行樣地初設與復位時，利用GPS輸入坐標，不需要引點引線也能進行復位測定，既提高了工作效率，還能將誤差控制在合理范圍內。在境界線的勘測方面，可以利用差分或測量GPS對林區境界線進行面積求算和繪制圖形，達到對林區動態監測的目的[3]。

2.2 GPS在林業生產和規劃中的應用

GPS可以克服林區透視條件差、常規測量困難等問題，精準、高效地實現度森林資源的勘察。比如，在對伐區進行調查設計時，常規伐區調查難度較大，采用一般的調查方法難以進行精準測量，利用GPS接收機可以克服植物被擋和地形陡峭造成的通視困難，根據調查人員的運動軌跡，實時記錄下伐區邊界坐標。在制作林業專題圖時，改變傳統手工繪圖效率低、精度低的缺點，GPS對各種物標進行測量后，配合地理信息系統即可制作多種專題圖，而且精度較高、成圖速度較快。在區劃時應盡量靠近區劃線，若使用手持GPS，則需注意盡量不要左右搖擺。要想保證區劃的經度，則要等GPS搜索到4顆以上衛星，當誤差顯示為10 m以下時，打開航跡記錄方可[4]。在行走過程中，天線部位不要被手指擋住，防止影響信號的接受，如果誤差過大，應站在原地等待，等誤差縮小后再繼續行走。如果在關機狀態下移動，可能會造成搜星困難，應重新選擇菜單選項，使GPS進行自動搜索衛星。

2.3 GPS在造林中的應用

隨著社會經濟的發展，林木需求量越來越大，造林受到了越來越廣泛的關注。傳統的飛播造林，飛行員難以判斷已播林和未播林，重播和漏播情況極為常見。將GPS應用于飛播造林，飛行員可以利用記錄的航跡了解已播路線和未播路線，從地面即可設定飛行航線，極大地降低了作業難度。另外，沒有采用GPS之前，林業工作人員很難對物種林的分布和大小進行分類整理，采用GPS后可以利用其航跡記錄功能，對各林業類型進行標注，實現對采伐和更新的動態比例，不僅節省大量的人力、物力、財力，還能提高工作效率，獲得更大的經濟效益[5]。

2.4 GPS在森林保護中的應用

利用GPS、地理信息系統、遙感技術、實時差分技術等，可以建立林火信息管理系統，發生火災時利用GPS接收機進行實時定位，使得撲火隊能夠迅速、準確到達火場進行撲救。同時，GPS還可以估測受災林地面積及損失，將火災周邊繪成圖形，方便進一步采取撲救措施[6]。

2.5 GPS在森林病蟲害防治中的應用

利用GPS可以實時了解病蟲害的發展程度、發生位置，從而方便林業工作者及時進行防治。在大面積的林地噴灑農藥時，人工噴灑既費時費力又效率低下，將GPS加裝到飛機上，能夠極大地提高農藥噴灑效率，對空中準確投擲農藥有重要意義。

總之，GPS在林業生產中的應用不僅有利于節省時間，提高工作效率，而且有利于實現林業的現代化發展。

參考文獻

[1]余騰彪.Compass-GPS-ArcGIS在林業生產中的實際應用探討[J].現代園藝，2015（4）：217-218.

[2]李良玉，李學軍.手持式GPS在國有荔浦林場林業調查規劃和生產中的應用[J].綠色科技，2017（8）：215-216.

[3]李錦濤.GPS技術在林業測繪中的應用研究[J].鄉村科技，2017（8）：95-96.

[4]楊發凱.容器育苗技術在林業生產中的應用研究實踐思考[J].農家科技旬刊，2017（2）：51-53.

[5]張麗麗，張明明.木本植物組織培養技術在林業科研與生產中的應用與局限[J].北京農業，2015（9）：67-69.

[6]安耀榮.探討容器育苗技術在林業生產中的應用和發展[J].北京農業，2015（33）：91-92.