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关于PDA技术在森林资源规划调查中的应用研究

2018-06-24王玉山

农家科技下旬刊 2018年2期
关键词:应用研究

王玉山

摘 要:我国各行业正在实施数字化和信息化战略,包括数字城市、数字林业、精耕农业等。在这些领域要求使用现代遥感、卫星定位和GIS技术进行野外调查,以便获取城市、林业和农业等领域的基础地理空间数据和相应的属性信息,并借助无线通信网络,将采集的数据实时传输到室内服务器,然后利用GIS系统管理数据,并进行定量分析、处理,进而为各行业科学决策提供支持。

关键词:PDA技术;森林资源规划调查;应用研究

近年来随着PDA技术的快速发展,PDA等移动智能设备被广泛应用于林业及其他各行业,以及各行业中的各个方面。PDA集成GIS技术、GPS导航定位技术和遥感技术,克服了林业外业调查人员携带卫片、地形图,现地调查过程中遇到地找河流、对山头时,经常导致的卫片、地形图和现地确定困难、小班区划不合理等实际问题。同时PDA也存在屏幕小、存储空闻小、处理能力和速度有限,外业光照下屏幕黑暗等弱点,导致其在森林资源二类调查中的应用效率不高。为克服这些弱点,进一步完善移动平台上森林资源二类调查软件的设计与实现,此系统极大地改善了调查终端的性能和森林资源二类调查软件的运行速度,不仅可以方便快捷的进行海量数据加载、存储和处理,还因为屏幕大,操作更为直观简便,图形编辑功能也更加实用。

一、研究的目的和意义

为了适应现代林业发展趋势改变落后的调查方法及,2004年开始我院与西安瑞特森信息科技有限公司合作开发PDA技术。PDA技术是在森林资源二类调查为基础平台,将RS、GIS、GPS和PDA高度集成,使用PDA技术处理森林资源二类调查的内外业调查数据。从而简化工作流程,减轻调查员的劳动强度,节省大量人力、物力、财力,减少调查误差,提高调查质量和工作效率,给建设单位提供更可靠、科学家的资源数据,最终实现二类调查工作的全过程无纸化作业。这是对传统的森林资源二类调查方法的一次全面技术革新。

二、研究的概况

1.地理位置及经营范围。敖汉旗地处燕山山脉东段努鲁尔虎山北麓。东临奈曼旗,北、西北与赤峰市翁牛特旗、松山区相望,西南、南和东南与辽宁省建平县、朝阳市、北票市接壤。地理坐标为东经119°32′~120°54′,北纬41°42′~43°01′之间。旗境内东西宽122公里,南北长约176公里,土地总面积829400公顷。

2.地形地貌。敖汉旗地处科尔沁沙地南缘和燕山山脉向松辽平原过渡地带,地形复杂、地貌类型多样。地势由西南向东北倾斜。南部为石质浅山丘陵区,大部分地区以黄土覆盖的丘陵、坡地为主。中部为黄土丘陵地区,北部为沙质坨甸区。老哈河沿岸分布有冲击-湖积平原。

3.土壤条件。土壤分布以褐土、栗钙土和风沙土为主,沿河平原分布着一定面积的草甸土。由南向北呈地带性分布,南部山区以褐土为主,中部为栗钙土,北部沿科尔沁沙地为风沙土,其间分布有沼泽土、草甸土和盐碱土。

三、林经营区划

1.小班划分。小班是林业生产建设经营管理的基本单位。本次调查小班划分是利用遥感数据影像图提供的信息,依据小班划分条件,首先根据卫片上显示的地形、地物信息(影像)划分小班界线,经现地核实、修正后,确定小班界线。不能确定小班界线时,采用GPS现地定位实测,落实小班位置、形状及面积。本次调查共划分林地小班76183个,其中乔木林小班46950个、疏林地小班367个、灌木林地小班18822个、未成林地小班1192个、苗圃地小班72个、无立木林地6683小班、宜林地小班1261个、林业辅助生产用地小班836个;非林地小班33048个。

2.林种划分。根据实际情况,敖汉旗划分防护林、特种用途林、用材林和经济林4个林种,水源涵养林、防风固沙林、农田牧场防护林、护路林、护岸林、环境保护林、风景林、自然保护区林、一般用材林、果树林和其他经济林11个亚林种,调查统计到亚林种。共划分各林种小班75347个。

四、调查方法

森林资源二类调查采用PDA技术、3S技术与地面实测调查相结合的调查方法。

林资源二类调查软件在电脑里计算生成,遥感影像图不能确定小班界线时,采用GPS进行现地实测调绘;线状小班是现地实测宽度并输入记录,由调查软件计算生成面积或现地实测长度和宽度求得。面积调查以公顷为单位,精确到小数点后一位。

1.蓄积量调查。蓄积量是通过调查单位面积蓄积量进而逐级推算总蓄积量。

人工林单位面积蓄积量采用标准地实测的调查方法,标准地实测面积不低于实测对象的1%,每块标准地面积为0.04公顷或0.06公顷。

天然林单位面积蓄积量采用角规实测的方法,角规点数3公顷以下1~2个,4~7公顷2~3个,8~12公顷3~4个,13公顷以上5~6个。

散生木蓄积量采取角规实测方法调查每公顷蓄积量。

2.四旁树调查。计株树,四旁树占地面积按1650株折算为1公顷。

3.乔木郁闭度调查。乔木林、疏林地小班采用实测或目测林冠对地面的覆盖程度,确定小班郁闭度,保留两位小数。

4.灌木林覆盖度调查。天然灌木林,如果通过影像判读或目测覆盖度在40%以上或20%以下时,可采用目测为主辅助实测的方法;覆盖度在39%以下或19%以上时,采用实测调查方法,要填写覆蓋度的具体值,实测方法是在小班内选择有代表性的地段设置样线,面积10公顷以下设置1条样线,10~50公顷设置2条样线,50公顷以上设置3条样线;样线长100米。样线起点和终点要设置临时标志并记载GPS坐标值。

人工灌木林采用实测和目测相结合的调查方法。

5.宜林地调查。指经旗县级以上人民政府规划为发展林地的土地。本次调查全部为宜林荒山荒地。

6.非林地调查。非林地面积是利用扎赉特旗各苏木(乡、镇)面积与本次调查的林地面积之差求得。

五、遥感技术与PDA技术应用

遥感(RS)在森林资源二类调查中起到重要作用,不仅关系调查成果质量,而且决定工作效率。

1.遥感数据源选取。二类调查采用资源三号多光谱卫星遥感数据,分辨率2.0米,数据时像为2013年。

2.遥感影像图(Dom)制作与应用。遥感影像图(Dom)为高斯—克吕格投影,采用西安80坐标系,成图比例尺为1:2.5万。用于本次二类调查的Dom,是将全色数据与多光谱数据分别进行正射纠正,然后再采用较先进的融合方法实现全色数据与多光谱数据的高精度融合。

遥感影像图(Dom)制作主要包括控制点选取、正射纠正、接边、影像融合、色彩调整、影像镶嵌等。

3.掌上森林资源调查仪(PDA)技术应用。掌上森林资源调查仪(PDA)是采用嵌入式开发工具而研发的专门用于森林资源调查的高科技术产品。是将RS、GIS、GPS和现代通信技术高度集成,能显示各种空间分辨率的遥感影像图(DOM)和地形图数据(DEM)等矢量图层,能进行空间图形和属性信息的交互查询;可接收GPS卫星信号,进行动态导航定位。实现将移动GIS技术应用到传统的空间信息服务中,改变了以往森林资源调查模式,推动了林业向信息化、数字化方向发展。

六、结语

PDA技术在森林资源规划调查中得到了很好的应用,进行外业图斑区划、GPS 特征点采集,图斑因子采集,属性因子逻辑检查,在敖汉旗二类调查中采用PDA二类调查外业小班采集系统,与传统二类调查相比节省了外业调查大约20%的时间,减少了30%左右的内业工作量,且调查质量有保障。使用PDA外业小班采集系统进行外业区划调查有其技术优点。

参考文献:

[1]倪绍祥, 杨国良.自然景观 RS 解译基础上的自然区划研究[J].长江流域资源环境, 1997(3): 220-224.

[2]李建龙,蒋平,RSGPSGIS 集成系统在新疆北部天然草地估产技术中的应用进展[J].生态学报, 1998,(5):226-270.

[3]高志强,刘纪远. 基于 RS 和 GIS 的中国土地利用/土地覆盖状况研究[J].遥感学报, 1999, 3(2):134-138.

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