導(dǎo)航定位系統(tǒng)與羅盤儀在林業(yè)調(diào)查設(shè)計中的應(yīng)用比較

摘 要 導(dǎo)航定位系統(tǒng)和羅盤儀在林業(yè)調(diào)查設(shè)計中具有重要作用。為探究二者在實際林業(yè)調(diào)查設(shè)計中對面積測量和距離測量精準度的差別，進行了導(dǎo)航定位系統(tǒng)和羅盤儀測定在林業(yè)調(diào)查設(shè)計中的應(yīng)用比較試驗。結(jié)果顯示，進行面積測量時，采用導(dǎo)航定位系統(tǒng)測量的平均面積越大，其相對誤差值就越小；采用羅盤儀測量的平均面積越大，其相對誤差值越大。進行測量距離時，采用導(dǎo)航定位系統(tǒng)測量的平均距離越大，其相對誤差值越小；采用羅盤儀測量的平均距離越大，其相對誤差值越大，且在疏林地的準確率更高。因此，在實際應(yīng)用中，可根據(jù)林地的類型和面積情況選擇合適的方式進行面積測量和距離測量，提高林業(yè)調(diào)查結(jié)果的準確性。

關(guān)鍵詞 導(dǎo)航定位系統(tǒng)；羅盤儀；面積測量；距離測量；廣西國有高峰林場

中圖分類號：S771；P204 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.04.035

導(dǎo)航定位系統(tǒng)和羅盤儀的使用在林業(yè)調(diào)查設(shè)計中具有重要作用。導(dǎo)航定位系統(tǒng)通過接收衛(wèi)星信號獲得位置數(shù)據(jù)，并結(jié)合互聯(lián)技術(shù)及設(shè)備的差分解算功能實現(xiàn)糾偏，達到高精度的位置坐標[1-4]。森林羅盤儀則是測量直線磁方位角的儀器，且羅盤儀閉合導(dǎo)線測量不受地面參照物、面積性狀及大小的影響[5]。為探究二者在實際林業(yè)調(diào)查設(shè)計中對面積測量和距離測量精準度的差別，進行了導(dǎo)航定位系統(tǒng)與羅盤儀測定在林業(yè)調(diào)查設(shè)計中的應(yīng)用比較試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

本次試驗于2016年6月—2020年6月在廣西壯族自治區(qū)國有高峰林場界牌分場內(nèi)進行。林場內(nèi)的地貌以山地和丘陵為主，平均海拔400 m。林地類型包括有林地、疏林地，共計67個地塊、108個線段。

1.2 試驗器材與設(shè)備

試驗所采用的導(dǎo)航定位系統(tǒng)為千尋位置RTK。羅盤儀采用的是由哈爾濱光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的森林羅盤儀，型號為DQL-1。

1.3 試驗方法

試驗分別使用手持導(dǎo)航定位儀和羅盤儀對有林地、疏林地進行多次測量和數(shù)據(jù)采集，根據(jù)不同地類、不同面積的實測距離和實測面積進行比對分析。

1）距離測量方法。采用手持導(dǎo)航定位儀中的導(dǎo)航功能，分別對有林地、疏林地中的任意一點進行定位后，站于線段的另一端，按導(dǎo)航鍵即可求出線段的長度。羅盤儀則采用定線測量的方式進行測量。

2）面積測量方法。在有林地、疏林地面積測量過程中，采用手持導(dǎo)航定位儀直接繞待測地一周來求出實際地塊的面積，即將手持導(dǎo)航定位儀設(shè)計到“求積”的工選項后繞地一周即可得出測量面積。羅盤儀則采用導(dǎo)線測量的方式進行測量。

為確保試驗數(shù)據(jù)的準確性，在同一組地塊進行不同設(shè)備測量時均為在相同的時間段內(nèi)進行多次測量。

1.4 評價方法

采用全站儀對所有測量地塊進行面積、距離的真值測量，并分別對導(dǎo)航定位系統(tǒng)與羅盤儀測定結(jié)果的誤差進行比較。根據(jù)各組數(shù)據(jù)測量結(jié)果，通過公式（1）

計算相對誤差，根據(jù)公式（2）計算平均誤差

（1）

（2）

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均采用Microsoft Excel 16進行整理，并采用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS 26.0進行面積測量大小、測量距離長短與相對誤差率的相關(guān)性分析，并對有林地和疏林地的各組相對誤差結(jié)果進行比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 面積測量結(jié)果比較

由表1可知，在有林地進行面積測量的過程中，手持導(dǎo)航定位儀中的平均測量面積與相對誤差之間的相關(guān)系數(shù)為-0.783，P值為0.037。導(dǎo)航定位系統(tǒng)測量的平均面積與相對誤差之間呈顯著負相關(guān)關(guān)系，說明采用導(dǎo)航定位系統(tǒng)測量的平均面積越大，其相對誤差值越小。羅盤儀中的平均測量面積與相對誤差之間的相關(guān)系數(shù)為0.851，P值為0.015。羅盤儀測量的平均面積與相對誤差之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，說明采用羅盤儀測量的平均面積越大，其相對誤差值越大。

在疏林地進行面積測量的過程中，手持導(dǎo)航定位儀中的平均測量面積與相對誤差之間的相關(guān)系數(shù)為-0.822，P值為0.045。導(dǎo)航定位系統(tǒng)測量的平均面積與相對誤差之間呈顯著負相關(guān)關(guān)系，說明采用導(dǎo)航定位系統(tǒng)測量的平均面積越大，其相對誤差值越小。羅盤儀中的平均測量面積與相對誤差之間的相關(guān)系數(shù)為0.885，P值為0.019。羅盤儀測量的平均面積與相對誤差之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，說明采用羅盤儀測量的平均面積越大，其相對誤差值就越大。

此外，采用手持導(dǎo)航定位儀進行面積測量，有林地的平均誤差為（2.03±1.78），疏林地的平均誤差為（1.83±1.41），通過對有林地和疏林地的平均誤差結(jié)果進行比較，采用手持導(dǎo)航定位儀進行面積測量時疏林地的平均誤差更低。采用羅盤儀進行面積測量，有林地的平均誤差為（2.64±1.79），疏林地的平均誤差為（2.20±1.19），通過對有林地和疏林地的平均誤差結(jié)果進行比較，說明采用羅盤儀進行面積測量時疏林地的平均誤差更低。

2.2 距離測量結(jié)果比較

由表2可知，在有林地進行距離測量的過程中，手持導(dǎo)航定位儀中的平均測量距離與相對誤差之間的相關(guān)系數(shù)為-0.895，P值為0.006。導(dǎo)航定位系統(tǒng)測量的平均距離與相對誤差之間呈極顯著負相關(guān)關(guān)系，說明采用導(dǎo)航定位系統(tǒng)測量的平均距離越大，其相對誤差越小。羅盤儀中的平均測量距離與相對誤差之間的相關(guān)系數(shù)為0.911，P值為0.004。羅盤儀測量的平均距離與相對誤差之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，說明采用羅盤儀測量的平均距離越大，其相對誤差越大。

在疏林地進行測量的過程中，手持導(dǎo)航定位儀中的平均測量距離與相對誤差之間的相關(guān)系數(shù)為-0.896，P值為0.006。導(dǎo)航定位系統(tǒng)測量的平均距離與相對誤差之間呈極顯著負相關(guān)關(guān)系，說明采用導(dǎo)航定位系統(tǒng)測量的平均距離越大，其相對誤差越小。羅盤儀中的平均測量距離與相對誤差之間的相關(guān)系數(shù)為0.932，

P值為0.002。羅盤儀測量的平均距離與相對誤差之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，說明采用羅盤儀測量的平均距離越大，其相對誤差就越大。

此外，采用手持導(dǎo)航定位儀進行距離測量，有林地的平均誤差為（2.70±2.01），疏林地的平均誤差為（2.23±1.60），通過對有林地和疏林地的平均誤差結(jié)果進行比較，采用手持導(dǎo)航定位儀進行距離測量時疏林地的平均誤差更低。采用羅盤儀進行距離測量，有林地的平均誤差為（3.11±1.58），疏林地的平均誤差為（2.69±1.39），通過對有林地和疏林地的平均誤差結(jié)果進行比較，采用羅盤儀進行距離測量時疏林地的平均誤差更低。

3 結(jié)論與討論

本次試驗結(jié)果顯示，在不同林地類型的面積測量過程中，采用導(dǎo)航定位儀測量的平均面積越大，其相對誤差越小；采用羅盤儀測量的平均面積越大，其相對誤差越大。在測量距離時，采用導(dǎo)航定位系統(tǒng)測量的平均距離越大，其相對誤差越小；采用羅盤儀測量的平均距離越大，其相對誤差越大，且在疏林地的準確率更高。但在實際大范圍、大距離林業(yè)勘測工作中，定位導(dǎo)航系統(tǒng)的準確率更高，且不易受天氣因素的影響，操作簡單，方便攜帶。因此對大范圍、大距離進行林業(yè)勘測工作，使用定位導(dǎo)航系統(tǒng)能有效提高林地測量的準確性和野外工作效率。

參考文獻：

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[4] 李勇，沙文東.千尋位置：一種基于位置網(wǎng)形式的網(wǎng)絡(luò)定位服務(wù)[J]. 數(shù)字化用戶，2018，24（24）：28.

[5] 王飛遠.手持GPS與森林羅盤儀在林業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014（4）：156.

（責(zé)任編輯：張春雨）