關于PDA技術在森林資源規劃調查中的應用研究

王玉山

摘 要：我國各行業正在實施數字化和信息化戰略，包括數字城市、數字林業、精耕農業等。在這些領域要求使用現代遙感、衛星定位和GIS技術進行野外調查，以便獲取城市、林業和農業等領域的基礎地理空間數據和相應的屬性信息，并借助無線通信網絡，將采集的數據實時傳輸到室內服務器，然后利用GIS系統管理數據，并進行定量分析、處理，進而為各行業科學決策提供支持。

關鍵詞：PDA技術；森林資源規劃調查；應用研究

近年來隨著PDA技術的快速發展，PDA等移動智能設備被廣泛應用于林業及其他各行業，以及各行業中的各個方面。PDA集成GIS技術、GPS導航定位技術和遙感技術，克服了林業外業調查人員攜帶衛片、地形圖，現地調查過程中遇到地找河流、對山頭時，經常導致的衛片、地形圖和現地確定困難、小班區劃不合理等實際問題。同時PDA也存在屏幕小、存儲空聞小、處理能力和速度有限，外業光照下屏幕黑暗等弱點，導致其在森林資源二類調查中的應用效率不高。為克服這些弱點，進一步完善移動平臺上森林資源二類調查軟件的設計與實現，此系統極大地改善了調查終端的性能和森林資源二類調查軟件的運行速度，不僅可以方便快捷的進行海量數據加載、存儲和處理，還因為屏幕大，操作更為直觀簡便，圖形編輯功能也更加實用。

一、研究的目的和意義

為了適應現代林業發展趨勢改變落后的調查方法及，2004年開始我院與西安瑞特森信息科技有限公司合作開發PDA技術。PDA技術是在森林資源二類調查為基礎平臺，將RS、GIS、GPS和PDA高度集成，使用PDA技術處理森林資源二類調查的內外業調查數據。從而簡化工作流程，減輕調查員的勞動強度，節省大量人力、物力、財力，減少調查誤差，提高調查質量和工作效率，給建設單位提供更可靠、科學家的資源數據，最終實現二類調查工作的全過程無紙化作業。這是對傳統的森林資源二類調查方法的一次全面技術革新。

二、研究的概況

1.地理位置及經營范圍。敖漢旗地處燕山山脈東段努魯爾虎山北麓。東臨奈曼旗，北、西北與赤峰市翁牛特旗、松山區相望，西南、南和東南與遼寧省建平縣、朝陽市、北票市接壤。地理坐標為東經119°32′～120°54′，北緯41°42′～43°01′之間。旗境內東西寬122公里，南北長約176公里，土地總面積829400公頃。

2.地形地貌。敖漢旗地處科爾沁沙地南緣和燕山山脈向松遼平原過渡地帶，地形復雜、地貌類型多樣。地勢由西南向東北傾斜。南部為石質淺山丘陵區，大部分地區以黃土覆蓋的丘陵、坡地為主。中部為黃土丘陵地區，北部為沙質坨甸區。老哈河沿岸分布有沖擊-湖積平原。

3.土壤條件。土壤分布以褐土、栗鈣土和風沙土為主，沿河平原分布著一定面積的草甸土。由南向北呈地帶性分布，南部山區以褐土為主，中部為栗鈣土，北部沿科爾沁沙地為風沙土，其間分布有沼澤土、草甸土和鹽堿土。

三、林經營區劃

1.小班劃分。小班是林業生產建設經營管理的基本單位。本次調查小班劃分是利用遙感數據影像圖提供的信息，依據小班劃分條件，首先根據衛片上顯示的地形、地物信息（影像）劃分小班界線，經現地核實、修正后，確定小班界線。不能確定小班界線時，采用GPS現地定位實測，落實小班位置、形狀及面積。本次調查共劃分林地小班76183個，其中喬木林小班46950個、疏林地小班367個、灌木林地小班18822個、未成林地小班1192個、苗圃地小班72個、無立木林地6683小班、宜林地小班1261個、林業輔助生產用地小班836個；非林地小班33048個。

2.林種劃分。根據實際情況，敖漢旗劃分防護林、特種用途林、用材林和經濟林4個林種，水源涵養林、防風固沙林、農田牧場防護林、護路林、護岸林、環境保護林、風景林、自然保護區林、一般用材林、果樹林和其他經濟林11個亞林種，調查統計到亞林種。共劃分各林種小班75347個。

四、調查方法

森林資源二類調查采用PDA技術、3S技術與地面實測調查相結合的調查方法。

林資源二類調查軟件在電腦里計算生成，遙感影像圖不能確定小班界線時，采用GPS進行現地實測調繪；線狀小班是現地實測寬度并輸入記錄，由調查軟件計算生成面積或現地實測長度和寬度求得。面積調查以公頃為單位，精確到小數點后一位。

1.蓄積量調查。蓄積量是通過調查單位面積蓄積量進而逐級推算總蓄積量。

人工林單位面積蓄積量采用標準地實測的調查方法，標準地實測面積不低于實測對象的1%，每塊標準地面積為0.04公頃或0.06公頃。

天然林單位面積蓄積量采用角規實測的方法，角規點數3公頃以下1～2個，4～7公頃2～3個，8～12公頃3～4個，13公頃以上5～6個。

散生木蓄積量采取角規實測方法調查每公頃蓄積量。

2.四旁樹調查。計株樹，四旁樹占地面積按1650株折算為1公頃。

3.喬木郁閉度調查。喬木林、疏林地小班采用實測或目測林冠對地面的覆蓋程度，確定小班郁閉度，保留兩位小數。

4.灌木林覆蓋度調查。天然灌木林，如果通過影像判讀或目測覆蓋度在40%以上或20%以下時，可采用目測為主輔助實測的方法；覆蓋度在39%以下或19%以上時，采用實測調查方法，要填寫覆蓋度的具體值，實測方法是在小班內選擇有代表性的地段設置樣線，面積10公頃以下設置1條樣線，10～50公頃設置2條樣線，50公頃以上設置3條樣線；樣線長100米。樣線起點和終點要設置臨時標志并記載GPS坐標值。

人工灌木林采用實測和目測相結合的調查方法。

5.宜林地調查。指經旗縣級以上人民政府規劃為發展林地的土地。本次調查全部為宜林荒山荒地。

6.非林地調查。非林地面積是利用扎賚特旗各蘇木（鄉、鎮）面積與本次調查的林地面積之差求得。

五、遙感技術與PDA技術應用

遙感（RS）在森林資源二類調查中起到重要作用，不僅關系調查成果質量，而且決定工作效率。

1.遙感數據源選取。二類調查采用資源三號多光譜衛星遙感數據，分辨率2.0米，數據時像為2013年。

2.遙感影像圖（Dom）制作與應用。遙感影像圖（Dom）為高斯—克呂格投影，采用西安80坐標系，成圖比例尺為1：2.5萬。用于本次二類調查的Dom，是將全色數據與多光譜數據分別進行正射糾正，然后再采用較先進的融合方法實現全色數據與多光譜數據的高精度融合。

遙感影像圖（Dom）制作主要包括控制點選取、正射糾正、接邊、影像融合、色彩調整、影像鑲嵌等。

3.掌上森林資源調查儀（PDA）技術應用。掌上森林資源調查儀（PDA）是采用嵌入式開發工具而研發的專門用于森林資源調查的高科技術產品。是將RS、GIS、GPS和現代通信技術高度集成，能顯示各種空間分辨率的遙感影像圖（DOM）和地形圖數據（DEM）等矢量圖層，能進行空間圖形和屬性信息的交互查詢；可接收GPS衛星信號，進行動態導航定位。實現將移動GIS技術應用到傳統的空間信息服務中，改變了以往森林資源調查模式，推動了林業向信息化、數字化方向發展。

六、結語

PDA技術在森林資源規劃調查中得到了很好的應用，進行外業圖斑區劃、GPS 特征點采集，圖斑因子采集，屬性因子邏輯檢查，在敖漢旗二類調查中采用PDA二類調查外業小班采集系統，與傳統二類調查相比節省了外業調查大約20%的時間，減少了30%左右的內業工作量，且調查質量有保障。使用PDA外業小班采集系統進行外業區劃調查有其技術優點。

參考文獻：

[1]倪紹祥， 楊國良.自然景觀 RS 解譯基礎上的自然區劃研究[J].長江流域資源環境， 1997（3）： 220-224.

[2]李建龍，蔣平，RSGPSGIS 集成系統在新疆北部天然草地估產技術中的應用進展[J].生態學報， 1998，（5）：226-270.

[3]高志強，劉紀遠. 基于 RS 和 GIS 的中國土地利用/土地覆蓋狀況研究[J].遙感學報， 1999， 3（2）：134-138.