平板電腦在山西省林業調查中的應用

韓 靜

v(山西省林業調查規劃院，山西 太原 030012)

森林資源調查設備落后,調查效率低，勞動量大的問題始終困擾著林調人員。21世紀初，PDA曾在森林資源調查中小范圍試用。而平板電腦包含了PDA的大部分功能，且使用方便易于操作，目前已取代PDA成為山西省林調人員森林資源調查中的常用工具。

1 平板電腦應用前的調查方式

林調人員需要使用測量儀器、地形圖、紙、筆等工具，先選擇合適的位置通過地形圖核對地形，之后再找到相應的小班，通過打樣地調查樹高、胸徑等需要調查的小班因子，并做好調查記錄。待外業調查結束后，將調查數據按要求錄入電腦，再進行統計、匯總、圖面制作，最終編制完成方案報告。上述內業工作不僅繁瑣復雜，也容易在數據匯總過程中產生錯誤。

2 平板電腦在林業調查中的應用

2017年，山西省林業廳委托山西省林業調查規劃院開展山西省林業核查工作。山西省林業調查規劃院結合山西省實際，專項開發了“山西省林業工程綜合核查數據采集系統”(以下簡稱“系統”)。“系統”以三星S10平板電腦為運行硬件，使用Android操作系統進行操作使用。系統的主要功能和應用如下：

2.1 地圖模塊

“系統”中地圖模塊的主要功能有圖層管理和圖形的基礎操作，并為其它功能的應用預留相應的應用接口。圖層管理應用內容包含所有圖層的添加、刪除、顏色設置、順序調整、文字大小等；“系統”中地圖可以任意放大和縮小，可以進行長度、角度、面積測量等。地圖模塊可以應用于森林區劃調查、森林抽樣調查中樣地的布點和定位及林地面積勾繪，為林業各類專題圖(森林資源分布圖、基本圖、林相圖、工程造林規劃圖、木材撫育采伐規劃圖、森林保護規劃圖、護林防火規劃圖等)的制作提供基礎數據。森林資源調查涉及到的各種遙感影像圖有Tiff，Erdas img，Envi，Jpeg等格式，常見的矢量格式有Shape，Coverage，Tab，Vet等。利用平板電腦這個移動終端，“系統”與ARCGIS軟件實現無縫交流。

2.2 導航定位模塊

“系統”與GPS連接時通過通訊端口完成。在GPS接受信號時波特率與通訊端口設置一致，GPS成功連接后，可以顯示當前位置，并顯示當前坐標信息。在以往的調查中，雖然有手持GPS的輔助，也可以判斷地點準確與否，但是GPS使用相對繁瑣復雜、功能單一。而使用平板電腦，結合已配準好的地形圖，可以準確了解調查地塊是否準確，還達到了設備的多重功能合一。

2.3 小班區劃模塊

小班區劃是“系統”最重要的功能之一。系統中通過點連接繪圖，也支持基于遙感影像的手動繪圖。對于已經繪制好的圖，“系統”支持對小班進行復制、刪除、移動和節點修改等操作。為了規范調查、提高效率、簡化操作，“系統”采用先編制數據字典，再用字典統一規范錄入因子的方式。

2.3.1 小班繪制

在“系統”中繪制小班圖形時，可以在平板電腦加載的地圖上直接完成圖形點、線、面的繪制。需要時也以通過調查時記錄的GPS坐標信息來繪制小班圖形。

2.3.2 小班分割

“系統”可以通過手動繪制分割線，或直接輸入坐標自動生成分割線，將小班隨意分割再生成小班，分割形成的小班會自動繼承被分割前小班的屬性。也可按需要在屬性編輯功能里人工修改小班屬性。

2.3.3 小班合并

“系統”可以選擇需要合并的小班，點擊“合并操作”選項完成相同屬性小班的合并。小班合并后自動繼承合并操作時所有小班中第一個小班的屬性，也可按需在屬性編輯功能里人工修改小班屬性。

2.3.4 小班移動

當小班圖形位置整體偏移時，通過“系統”中的移動功能選項，選擇需要移動的小班，輸入偏移量點擊執行，移動小班到需要的位置。移動后，小班屬性不變。

2.3.5 小班復制

在“系統”中先選擇需要復制的小班，復制完成后，會在原位置生成與被復制小班完全一致的新小班，隨后將小班移動到指定位置。如果需要更改屬性，通過編輯功能進行修改。

2.3.6 小班刪除

在“系統”中選擇需要刪除的小班，點擊刪除選項，小班被刪除。

2.3.7 小班節點編輯

“系統”中小班的邊界可以通過節點編輯功能來進行調整，可以修改、刪除節點，設置新節點。或在屏幕上直接點擊設定，或通過獲取的GPS位置設定。通過節點編輯功能編輯節點后，小班屬性不會改變。

2.4 數據查詢模塊

在“系統”中進行小班查詢時，可以按多種査詢方式進行。既可以根據小班的編號查詢,也可以根據鄉鎮、村等行政區查詢，還可以依據工程類別進行查詢。

2.5 “系統”應用中相關信息的錄入

2.5.1 圖像的處理配準

現有的各種地圖、影像數據只有經過配準預處理，才能與其它數據疊加使用。在實際應用中，我們常用幾何校正配準法基于標準地圖的控制點來進行匹配。具體辦法是在地圖上查找明顯的地標，均勻地設置對應點，比如道路的交叉點、拐點、以及其它明顯地物點,然后進行匹配校正。

2.5.2 屬性因子錄入

在森林資源調查中，“系統”有預設小班調查因子選項，調查時可直接在選項下拉菜單中選擇，操作簡單方便。現場調查的各項因子可以隨時進行修改，修改后的因子會自動完成替換。在圖上進行區劃時小班能自動編號，并且屬性因子與小班號自動匹配。“系統”還具有隨時拍照、錄像功能。林調人員在現場拍攝的照片可以記錄拍攝時間及當前坐標，內業工作出現問題時可提供輔助判讀依據。

3 現場數據采集與分析

3.1 數據采集

在現場調查時，利用導入“系統”中的圖層、小班界限、經營區界限、行政區界限進行位置判定。判定小班后，利用平板電腦中的GPS導航至區劃最佳位置，對照現地狀況進行小班區劃修改和因子修正。輸入因子時，把測樹因子錄入到屬性因子中，待“系統”自動計算出各樹種的平均胸徑，再選擇標準木進行測高。然后，將檢查無誤的小班界線和屬性因子保存，再進行邏輯檢查確定數據輸入無誤，最終根據正確的數據，生成調查統計表。

3.2 數據分析

外業調查結束后，我們將“系統”中收集到的所有數據導入裝有GIS軟件的計算機，對數據進行邏輯檢查、分類應用、統計匯總，再根據需要制作成相應的圖。還可以根據采集的數據編制該地塊的林業工程設計方案。

4 應用平板電腦的優勢

1) 攜帶方便、安全。將地形圖存儲在平板電腦里，地形圖只能通過獨有的“系統”加載，既方便又安全。

2) 操作簡便。“系統”可以瞬間進行放大、縮小等操作；可快速查閱和核對信息，隨時查看任何一個鄉鎮的地形圖；可把小班位置疊加在地形圖上，而不受圖幅的影響。

3) 具有軌跡記錄和定位功能。激活“系統”中的軌跡記錄功能，可將調查人員的返程路線以樣地為單位記錄下來，并自動疊加到地形圖上直觀的顯示出來。“系統”會自動將調查人員所在位置標記在地形圖上。

其缺點是平板電腦由于微型化的需要，其硬件體積均較小，在數據量巨大且圖像復雜的情況下易死機；平板電腦在外業調查中易被損壞。

綜上述分析，采用基于平板電腦的“系統”進行森林資源外業調查，在減輕勞動量的同時，極大地提高了工作效率，保證了調查質量。