基于多坐標(biāo)系設(shè)計(jì)圖的林地變更方法研究

宋曉波

（山西絳縣林業(yè)局 山西絳縣 043600）

林地變更工作對(duì)于我國林地落界工作而言，有著重要影響作用。林地變更工作主要基礎(chǔ)在于基層林業(yè)部門，但因傳統(tǒng)工作開展會(huì)受到來自設(shè)備儀器、基礎(chǔ)圖件等客觀因素影響，導(dǎo)致工作無法順利開展，林木資源與林地資源無法得到全面保護(hù)。而基于多坐標(biāo)系設(shè)計(jì)圖開展林地變更工作，不僅可以充分明確點(diǎn)坐標(biāo)之間關(guān)系，同時(shí)也為保護(hù)林地資源與林木資源起到諸多保障。因此，就應(yīng)針對(duì)基于多坐標(biāo)系設(shè)計(jì)圖的林地變更方法展開研究。

1 多坐標(biāo)系特點(diǎn)

一般情況下針對(duì)多坐標(biāo)系設(shè)計(jì)圖完成林地變更時(shí)，主要是通過掃描與跟蹤（TWS）方式來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)闄C(jī)械伺服系統(tǒng)控制雷達(dá)天線周期性會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)情況，這時(shí)針對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)在空中進(jìn)行周期性掃描時(shí)，數(shù)據(jù)掃描周期可以保持不變。而因雷達(dá)系統(tǒng)軟件是控制多坐標(biāo)系設(shè)計(jì)圖數(shù)據(jù)主要因素，多坐標(biāo)系設(shè)計(jì)圖可以在極短時(shí)間內(nèi)更高數(shù)據(jù)指向，這時(shí)就可以有效提高雷達(dá)搜索與掃描目標(biāo)性能，最終形成掃描周期不屬于恒定值的特點(diǎn)，這樣一來就可以有效提高多坐標(biāo)系設(shè)計(jì)圖探測距離數(shù)據(jù)處理質(zhì)量與效率，同時(shí)也可以為后續(xù)計(jì)算工作起到諸多幫助。此外，通過多坐標(biāo)系設(shè)計(jì)圖數(shù)據(jù)信息完成對(duì)多坐標(biāo)系設(shè)計(jì)圖距離數(shù)據(jù)處理時(shí)，因其自身具備特點(diǎn)，能夠在短時(shí)間內(nèi)計(jì)算出準(zhǔn)確目標(biāo)被掃描次數(shù)，同時(shí)計(jì)算目標(biāo)被掃描次數(shù)與傳統(tǒng)推算目標(biāo)被掃描次數(shù)相互比較時(shí)，通過多坐標(biāo)系設(shè)計(jì)圖數(shù)據(jù)信息計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，誤差也會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)推算結(jié)果[1]。

2 多坐標(biāo)系設(shè)計(jì)圖處理林地變更方式

本文將會(huì)通過兩坐標(biāo)雷達(dá)為例，并針對(duì)這兩個(gè)雷達(dá)展開計(jì)算，坐標(biāo)信息在計(jì)算時(shí)僅僅會(huì)針對(duì)目標(biāo)雷達(dá)方位角、坐標(biāo)寬度、時(shí)間信息等進(jìn)行計(jì)算，并不包括俯仰信息。在基于坐標(biāo)信息進(jìn)行相控陣?yán)走_(dá)探測距離數(shù)據(jù)處理時(shí)，需要設(shè)置一個(gè)信號(hào)變量，即為flag1=0，而后可以將具體計(jì)算步驟分為以下幾個(gè)方面：

（1）假設(shè)此時(shí)雷達(dá)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閞dr_heading、此時(shí)雷達(dá)平臺(tái)雷達(dá)坐標(biāo)位置為beam Pos，通過計(jì)算求出以正北為基礎(chǔ)的雷達(dá)坐標(biāo)位置為beamPos From North=beamPos+rdr_heading。

（2）通過運(yùn)用此時(shí)雷達(dá)平臺(tái)經(jīng)緯高度數(shù)據(jù)與目標(biāo)GPS 終端記錄經(jīng)緯高度數(shù)據(jù)，計(jì)算目標(biāo)GPS 與雷達(dá)平臺(tái)方位TgtAz 與距離TgtDis。

（3）通過計(jì)算方式得出此時(shí)全部坐標(biāo)位置beamPos From North與目標(biāo)方位TgtAz 之間存在的差值，在計(jì)算后取其中最小值，并將其記錄為minTgtAzErr。當(dāng)minTgtAzErr 小于此時(shí)波速寬度50%且flag1 值為0 時(shí)，就表示目標(biāo)在一個(gè)掃描周期內(nèi)首次被雷達(dá)坐標(biāo)覆蓋，這時(shí)就可以標(biāo)記flag1=1，反之則需要重新回到第一步計(jì)算數(shù)據(jù)中。

（4）當(dāng)flag1 為1 且minTgtAzErr 高于此時(shí)坐標(biāo)寬度50%時(shí)，則表示坐標(biāo)已經(jīng)完成對(duì)目標(biāo)掃描，這時(shí)就表示已經(jīng)完成一次探測。通過運(yùn)用配試目標(biāo)GPS 數(shù)據(jù)與雷達(dá)平臺(tái)慣導(dǎo)數(shù)據(jù)可以計(jì)算出目標(biāo)GPS 真實(shí)距離d，而后根據(jù)目標(biāo)GPS 真是距離d 取值將GJB74.8——85 中規(guī)定探測次數(shù)+1，當(dāng)探測次數(shù)+1 后可以將flag1 重置為0。

（5）在測試時(shí)如果出現(xiàn)與目標(biāo)GPS 數(shù)據(jù)相互匹配的雷達(dá)軌跡時(shí)，就需要將目標(biāo)雷達(dá)探測次數(shù)+1，此時(shí)運(yùn)用目標(biāo)GPS 數(shù)據(jù)計(jì)算距離時(shí)，就不需要運(yùn)用雷達(dá)軌跡距離數(shù)據(jù)，因雷達(dá)軌跡數(shù)據(jù)目標(biāo)位置數(shù)據(jù)誤差會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目標(biāo)GPS，同時(shí)在目標(biāo)GPS 相鄰距離間隔分界附近，也會(huì)出現(xiàn)因探測距離誤差將探測次數(shù)計(jì)算進(jìn)相鄰距離采樣間隔等情況，最終就會(huì)導(dǎo)致部分距離采樣間隔探測概率過高，而相鄰距離采樣間隔探測概率較小。

（6）當(dāng)上述五個(gè)步驟均完成后，需要返回至第一步，直至將搜集坐標(biāo)信息數(shù)據(jù)計(jì)算完成為止[2]。

3 基于多坐標(biāo)系設(shè)計(jì)圖林地變更有效完善措施

3.1 提高對(duì)衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)處理重視

為實(shí)現(xiàn)林地變更監(jiān)測應(yīng)組建一支高水平、高素質(zhì)林地坐標(biāo)系監(jiān)測隊(duì)，并完善遙感數(shù)據(jù)獲取通道，針對(duì)該監(jiān)測隊(duì)配備遙感數(shù)據(jù)處理設(shè)備與分析軟件，加大力度研發(fā)前兆分析系統(tǒng)，對(duì)我國林地遙感影響展開分析、提取與識(shí)別紅外、InSAR、多光譜、云圖等遙感異常。此外，坐標(biāo)位置與周邊常規(guī)坐標(biāo)系提高日常監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果及時(shí)反映給林地變更監(jiān)測人員，使其可以更好開展后續(xù)遙感監(jiān)測與分析工作，從而為林地變更監(jiān)測準(zhǔn)確性起到提高作用。

3.2 構(gòu)建林地變更數(shù)據(jù)共享與整合機(jī)制

為確保林地變更監(jiān)測工作可以順利開展，就應(yīng)構(gòu)建林地變更數(shù)據(jù)共享與整合機(jī)制，并在該機(jī)制中設(shè)置開放式數(shù)據(jù)中心與信息中心，以此為衛(wèi)星對(duì)地觀測與常規(guī)林地變更臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)可以相互融合及處理起到保障，同時(shí)也為相關(guān)技術(shù)人員提取數(shù)據(jù)信息提供便利。此外，應(yīng)在第一時(shí)間將觀測到的林地變更前兆傳輸至信息中心，但傳統(tǒng)信息傳輸過程會(huì)出現(xiàn)諸多影響因素，而在構(gòu)建林地變更數(shù)據(jù)共向與整合機(jī)制后，可以為信息傳輸起到諸多便利，這時(shí)就可以為林地變更監(jiān)測工作開展起到諸多幫助作用。

3.3 篩選林地變更監(jiān)測方式及設(shè)備

在開展林地變更監(jiān)測工作時(shí)，應(yīng)選擇適合方式與設(shè)備，從而順利完成林地變更監(jiān)測工作。①地殼形變監(jiān)測。通過運(yùn)用機(jī)密儀器觀測地殼細(xì)微變化（傾斜、水平與垂直位移等），采用水準(zhǔn)測量、傾斜測量完成監(jiān)測地殼垂直性變，通過使用伸縮儀、基線測量等形式對(duì)地殼水平形變進(jìn)行監(jiān)測。近年來我國使用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS，Global Positioning System）、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS，BeiDou Navigation Satellite System）等對(duì)地殼形變展開監(jiān)測，這一監(jiān)測方式已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，同時(shí)可以有效監(jiān)測出小于10m——9m 形變量與細(xì)微且大范圍位移量；②林地變更監(jiān)測。地球磁場可以充分反映出地球各類深度與地核物理過程，地磁場與其變化屬于地球深部物理過程信息主要來源方式，在實(shí)現(xiàn)林地變更監(jiān)測時(shí)，可以通過擦用質(zhì)子旋進(jìn)式磁力儀、磁通門磁力儀等精密磁測儀器對(duì)地磁場時(shí)空變化進(jìn)行觀測，并結(jié)合分析結(jié)果提取震磁信息，最終完成林地變更監(jiān)測；③重力監(jiān)測。林地重力場屬于一種穩(wěn)定的物理場之一，其與觀測點(diǎn)位置、林地內(nèi)部之間息息相關(guān)，在實(shí)現(xiàn)重力監(jiān)測時(shí)，可以通過使用高精度重力儀觀測重力場時(shí)空變化，而后通過數(shù)據(jù)運(yùn)動(dòng)、嚴(yán)實(shí)密度變化、林木生長過程等形式，完成林地變更監(jiān)測[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國不斷發(fā)展，促使新技術(shù)、新方法也在不斷研究與應(yīng)用，而新技術(shù)與新方式不僅可以為林地變更工作提供諸多幫助，同時(shí)也為監(jiān)測預(yù)報(bào)帶來新機(jī)遇。在基于多坐標(biāo)系設(shè)計(jì)圖開展林地變更工作時(shí)，通過提高對(duì)衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)處理重視、構(gòu)建監(jiān)測數(shù)據(jù)共享與整合機(jī)制、篩選林地變更監(jiān)測預(yù)報(bào)方式及設(shè)備等措施，可以有效實(shí)現(xiàn)提高林地變更工作質(zhì)量，同時(shí)提高對(duì)林地監(jiān)測的效率，為保障林地與林木資源安全起到諸多幫助。