GPS在林业工作应用中技术要点及存在问题探讨

郑良荣

摘 要：该文对GPS手持机的数据采集、GIS Office软件对“任务文件”和“图层文件”的导入导出、ViewGIS软件对复合图层编辑的操作要点、应用技巧进行了阐述，并针对存在的问题进行了探讨。

关键词：GPS手持机；GIS软件；ViewGIS软件；林业专题图

中图分类号 P228.4 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）15-132-03

GPS手持机具备多种数据采集功能，具有标准的航点、航线、航迹记录及导航功能。数据格式丰富，既可导出常见的gpx格式，也可通过GISoffice软件，将数据转换成shp、mif、dxf、csv等多种专业的GIS格式，实现信息化作业。同时满足导航用户的需求，可导入、导出GPX格式，在GOOGLE EARTH上完美展现。内置WGS84、北京54和西安80坐标系统，同时支持用户自定义坐标，满足个性化需求。随着科学技术的发展，林业生产活动中新技术的应用越来越普及，应用范围也越来越广泛。有效地提高了工作效率，改变了传统的林业工作模式，实现了无纸化和一体化的作业流程。GPS手持机是林业作业中必不可少的工具，要求林业工作者必须熟练掌握，精通运用。对GPS手持机、相关软件、林业图纸制作的操作要点、技巧，进行探讨总结，旨在快速提高GPS手持机及相关软件的应用水平。

1 GPS手持机在林业生产活动中应用概况

1.1 应用非常广泛 GPS手持机利用定位导航仪进行定位、测距、测面积和导向，这些功能在林业生产中的应用非常广泛。林业中需要采集的GIS特征物是各种各样的，如一棵树、一条路、一片林地等等。根据采集数据的特征可将GIS数据类型抽象、归纳为如下3种：点类型、线类型和面类型。点类型表现为GIS中的一个点，如名木古树；线类型表现为GIS中的一条线，如林道；面类型表现为GIS中的一片封闭区域，如一片造林地，主要强调的是区域性。总之，不管是森林资源调查中的森林分布区域、样地初设与复位、森林资源管理，伐区调查、设计、监管、验收，林地管理，造林设计、验收，森林保护中的防火林带建设、森林火灾扑救指挥，山林权调处勘界，林业案件的勘察、鉴定、调查取证，林业专题图制作等等。都有GPS手持机的应用。

1.2 改变了传统的工作模式 GPS手持机的应用改变了工作模式，提高了工作效率，保证了工作质量。以往测量面积，需要传统的测量工具，1人测量，1人举牌，1人记录，费时费力；现在使用GPS手持机1人就能完成任务。以往要确定林业作业的地点和边界，要进行“勾图”。“勾图”作业准确性全凭工作经验，误差大。现在使用GPS手持机导出图层，准确、工整。以往森林二类调查中样地西南角点的查找，往往需要“引点”测量，工作量大，效率低；现在可以通过GPS手持机的导航功能轻易实现。以往制图要手工勾画，多张图纸很难完全一致；现在使用GPS手持机及相关软件，可以通过导出的图层或在软件上加线，准确、整齐、美观。如果把手提电脑带去作业区，可以实现数据采集、转换、导入、导出等现场操作，简单、高效、准确、直观。

1.3 实现了电子化办公 GPS手持机进行数据采集，GIS Office软件进行数据转换、图层生成、导出，ViewGIS软件把GIS Office软件导出的图层和林业地理信息图层有机结合，实现相应的图层要素编辑，通过电脑输出，完成工整、专业化的各种林业专题图制作。还可以配合其它软件，实现多元化的编辑，实现了无纸化、电子化办公。

1.4 提升了林业生产管理水平 GPS的应用对提升林业生产管理水平体现在许多方面。如在森林二类调查中的应用。为了满足森林经营方案总体设计需要而进行的森林资源调查，在公里网交叉点上设立样地对林分变化进行调查，是一种行之有效的办法。过去采用在样地四周埋水泥桩的方法进行样地标记，这种方法有一定的局限性：（1）有些地点不宜埋桩，如水库等；（2）水泥桩容易受到人为的破坏、移位等，影响调查的准确性；（3）水泥桩标记明显，容易导致人为有意保护样地内的林分，从而导致调查结果和实际情况不太相称。使用GPS则能够克服这些不足，把样地的坐标输入到GPS接收机，利用GPS的导航功能到达样地进行调查，不但提高了调查的准确性，而且节省了埋水泥桩的费用，减轻了工作量，提升了管理水平。

2 GPS手持机在林业工作应用中存在的问题

（1）图层导出发生位置偏移，产生误差。GPS手持机上读取的面积和导到地形图上产生的面积不一致。

（2）培训不够，自学不到位。有些技术人员还不会使用或不会全面系统使用。数据的采集和软件的应用不够统一，制作的图纸、文书不够“专业”。

（3）对有些技术人员来说，使用的次数不多，不够熟练，学了会，会了忘。

（4）GPS手持机精度受卫星信号、地域位置影响。

（5）GPS手持机有时会出现长时间无法定位的问题。

（6）电脑要读取GPS手持机上的数据，很多GPS手持机必须安装自带的USB驱动程序，USB驱动程序只能安装在WindowXP系统上，不能安装在Win7以后的版本上。

（7）地图制作时的符号填充只在Window NT环境下才有效。

（8）GPS手持机的使用好多业务需要输出图纸，有些打印出来的图纸要素单一，没有标题、比例尺、图例、指北针等要素，图纸质量不高。

3 解决问题的探讨和思考

（1）产生偏移误差的主要原因是坐标系设置的问题，以及地理位置的影响。GIS Office软件系统默认应用WGS-84坐标系统。2013年以前的林业1∶10 000地形图（地理信息一一对应图）坐标系统是北京54坐标系，2013年以后的林业地理信息一一对应图坐标系统是Xi`an80坐标系。因此要针对导出到的地理信息一一对应图，对GPS手持机和GIS Office软件地理坐标重新设置，确保各参数的设置准确。注意“位置格式”和“地图基准”中各项参数的正确输入，“位置格式”要置于“User Grid”状态；“地图基准”要置于“User”状态。DX、DY、DZ3个参数各个地方都不相同，不过每组参数可以在很大的范围内适用。如果您需要这3个参数，建议您到当地的测绘部门去获得。仙游县DX、DY、DZ3个参数分别是DX到gs84：-105，DY到wgs84：-50，DZ到wgs84：-2。总之，地理坐标的设置是影响GPS手持机精度的主要原因，地理位置的影响只能通过实践进行校准、微调。平时在使用过程中，要注意GPS手持机上读取的面积和导到地形图上产生的面积误差范围，对精度要求高的业务，进行适当的纠偏。

（2）提高对GPS在林业生产中重要性的认识，举办GPS手持机应用技术培训班，学习交流应用心得。

（3）GPS手持机功能很多，不但要认真学习说明书中的全部内容，还要熟练掌握GIS Office软件、ViewGIS软件，做到无缝结合，相承使用。

（4）增强实际操作能力，提炼理论要点。对实践中的应用进行适当的分级，对那些频繁使用的基本业务，编写简明教程，使初学者，一看就懂，一学就会。对那些技术要求较高的业务，要加深理论研究，提高应用水平。

（5）由于卫星信号波长的原因，GPS手持机处于户内或者可视天空范围狭小的地方接收不到信号，不能进行定位和导航操作。但是，天气是不会影响GPS信号的接收。解决办法是将GPS手持机移到户外或开阔地带。

（6）GPS手持机USB驱动程序有待更新升级。

（7）要注意安装林业软件的电脑只能使用Window NT的系统。

（8）专业图纸要求图纸要素齐全，因此输出林业专题图时要编辑好标题，比例尺，图例，指北针等图纸要素，提高图纸质量。

4 操作技巧

（1）在数据采集的过程中，因为卫星可能短时间内达不到作业要求或其它原因需要暂时中断采集工作，待条件好转后，再继续原来的采集。在采集线特征或面特征时，有时也会遇到一些像围墙、建筑物、水池之类的障碍物，导致采集无法经过特征的全部位置，因此必须暂时中断当前记录，绕过障碍物后，再继续原来特征的采集工作。遇到以上情况时，可以使用[暂停]/[继续]/[记录功能]。

（2）使用GPS手持机导航功能时，地图页面的比例尺不能过大，一般将比例尺调到200m或更小，不然航迹会被表示当前位置的三角符号遮挡住，导致在机器的地图页面看不到短距离的航迹。

（3）如果同一天采集相同类型的数据不止一个，又要在同一复合图层中同时显示，就要对类型值进行重命名。

（4）卫星信号不好时会提示“卫星信号不好，是否关闭GPS”要选“否”，继续搜索卫星信号。如果卫星信号不好按[记录]键时会提示“2D或3D定位后才可以采集”要点“确定”，继续搜索卫星信号，直到卫星数出现3个以上后采集（卫星数越多精度越高）。

（5）GPS手持机耗电量比较大，因此在使用前5min左右装电池、开机，搜卫星，关机后应把电池取出。在设置，输入参数和点位坐标时，应将GPS手持机设置为“模拟”状态。

（6）工作期间建议不要清除GPS手持机中的航迹。

（7）从手持机复制文件和导入任务文件、导入SHP或MIF文件的区别：从手持机复制文件，指定保存路径（文件格式为“任务文件”的格式.gmt），这样操作可以删除手持机中的数据，有利于提高从手持机中读取数据的效率。导入任务文件、导入SHP或MIF文件，只能保存导出的文件{形状文件（*.SHP）或Maplnfo文件（*.mif）。

（8）GPS手持机可以通过“计算长度＼面积”功能现场读取长度或面积，一般来说长度长，面积大的测量精度高些，对于精度要求较高的，需要进行多次重复测量，在手持机收星状态良好的情况下，保持较慢的均匀的行走速度进行测量，取其平均值。

（9）关机或更换电池不会造成系统参数及测量数据的丢失，因此参数设置长期有效，不能随意更改。

（10）只有在“制图方式”下才能打开“边框调整”功能。勾选“公里边框”选项，才能打开“里边框属性”功能。

（11）同时打开多个乡镇的林班图：在“图层栏”窗口右击“复合图层”，选择“转入新图层”，打开一一对应图层中的最后一图层（lay单层图层）。实现同时打开多个乡镇的林班图。

（12）选择打印范围时要进行打印预览，以便调整打印页面的大小，使打印出来的图纸更美观。

（13）“地图标尺参数设置”，标尺刻度数设置为2，单位刻度实际长100，这样的设置比较合适（1∶10 000，单位m）。

（14）ViewGIS软件对指北针的编辑比Arcgis10。Arcgis10软件难的多，如果没有Arcgis10软件，可以通过截图的手法，对添加好线条、图例、比例尺等图纸要素的林业地形图和导出图层的复合图进行截图。使用Word办公软件或其它软件添加指北针图案、标题，实现林业图纸要素的多元化编辑。

（15）打印机巧：设置好包括标题、地图、线条、比例尺、图例、指北针等图纸要素，通过[调整花边]按钮直接选择打印区域，比通过[矩形区域设置]选择打印区域，减少了[图形操作]的“外剪切”（电脑系统剪切不需要打印的内容）所运行的时间，提高了工作效率。

5 结语

GPS手持机功能丰富，应用广泛，不仅在林业生产中有其用武之地，在其它行业的应用也是非常广泛的。GPS手持机，GIS软件，ViewGIS软件三者密不可分，离开了GIS、ViewGIS软件就无法对采集的数据进行编辑。当今的电子产品以日新月异的惊人速度发展着，GPS手持机也在不断更新换代，包括我们的林业软件ViewGIS，现在也已经有了更先进的版本Arcgis10，rcgis10引入了3D图层，使用更直观、更准确。特别是对地图制作的很多编辑功能都进行了更新。GPS在林业上应用的文献很多，本文只从操作层面对林业作业中常用的应用予以阐述，简略了具体应用的展开，更多的操作技巧有待进一步深入总结。多学习，多操作，多实践是提高GPS应用水平的基本要求。

（责编：徐焕斗）