多功能激光測量系統(tǒng)在林業(yè)上的應(yīng)用探討

野外數(shù)據(jù)采集是一個長期困擾測量人員、制圖員、GIS數(shù)據(jù)庫管理人員、工程師和研究人員的問題。問題很簡單：就是如何高效、準(zhǔn)確地收集定位和物理特征數(shù)據(jù)，用于制圖、編目、資源清查和存入數(shù)據(jù)庫。

在某一給定情況下，找出這一問題的結(jié)果是令人煩惱的。因為（1）可能有很多方法和技術(shù)可以使用；（2）在絕大多數(shù)情況下，沒有一種方法能單獨提供完整而令人滿意的結(jié)果。

數(shù)據(jù)采集用于林業(yè)資源清查，即樹高、可作商業(yè)性用材的高度，植被繪制，野生特殊樹種、優(yōu)良樹種定位，確定區(qū)域內(nèi)樹的等級及經(jīng)濟(jì)價值，或在進(jìn)行栽培管理研究時如修枝，決定產(chǎn)生特定高度的地方的樹位置，繪制伐木量剖面圖，確定資源邊界；在收成木材考慮捆堆木材方法時，用于捆堆木材通道的地形測定、繪制，以及用作通用目的的道路和崎嶇小道施工前調(diào)查是很重要的。使用以往可使用的常規(guī)調(diào)查、航空攝影和GPS定位都可能遇到各種問題（例如：成本，準(zhǔn)確度，障礙物等）。

激光技術(shù)的應(yīng)用，尤其是美國激光技術(shù)公司（LTI）研制的激光測距儀自1990年由美國農(nóng)業(yè)部林業(yè)局作為野外測量樣機(jī)并進(jìn)行評估其未來發(fā)展應(yīng)用以來，日趨完善，并可與數(shù)據(jù)采集器、GPS連接，而且可配置豐富的各種軟件，使林業(yè)測量由手操羅盤、繩帶、傾斜儀和舊式望遠(yuǎn)鏡推進(jìn)到單人操作、全站位、全面綜合的多用途儀器時代。

LTI設(shè)計的測量系統(tǒng)適合基本植被資源和木材銷售巡查和規(guī)劃測定，伐木量分布圖和道路調(diào)查測量等的需要。至1993年6月，美國林業(yè)局已購買這些儀器超過150臺。在美國農(nóng)業(yè)部林業(yè)局在野外規(guī)劃使用中，該激光測距儀不但功能完備、精確和耐用，而且節(jié)省成本，特別是對目標(biāo)不清楚的地方。從愛達(dá)荷北部的灌木地到阿拉斯加?xùn)|南的大雨林都證明了這一點。

幅員遼闊的中國，有著豐富的林業(yè)資源。隨著改革開放帶來的大規(guī)模生產(chǎn)，林業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位日漸顯著，商用木材需求激增。如何規(guī)劃林業(yè)的發(fā)展，對林業(yè)資源更高精度的測量，以木材銷售為重點的更精確的林業(yè)資源清查和編目，成為林業(yè)部門重要的議題。我們把激光測量技術(shù)介紹進(jìn)來，將有助于推動我國的林業(yè)測量技術(shù)邁進(jìn)新時代。

多功能激光測量系統(tǒng)的用途

（一） 距離測量----距離測量為本儀器主要功能，可直接顯示水平距離或傾斜距離。

（二） 方位角----可直接顯示測量目標(biāo)的磁方位角，或者相對方位角。

（三） 傾斜角----可以顯示傾斜角度（垂直角）或傾斜百分率。

（四） 目標(biāo)坐標(biāo)程序----目標(biāo)程序功能即測量上所謂定址或定樁（放樣）的功能，即在已知點上將其坐標(biāo)（X，Y，Z）輸入儀器，對準(zhǔn)測量目標(biāo)量測可以立即顯示測定位置的坐標(biāo)。

（五） 高度測量----利用三角原理（俯、仰角及水平距離）來測量物體高度，包括樹木高度、建筑物高度等。

（六） 測量功能----本儀器具有另一項特殊功能程序，可直接進(jìn)入測量功能，進(jìn)行測量工作并自動存儲方位角、距離、傾斜角等資料，并可輸入電腦，經(jīng)PC軟件計算處理。

（七） 導(dǎo)航功能----因具有磁通羅經(jīng)儀，可以擔(dān)任導(dǎo)航功能。

多功能激光測量系統(tǒng)在林業(yè)上的應(yīng)用探討

（一）林地測量

由于多功能激光測量系統(tǒng)結(jié)合激光測距與電磁式數(shù)字羅經(jīng)于一身，其測距、測角精度均較羅盤儀、測繩高出甚多，實為林地測量最佳新儀器。

根據(jù)測試多功能激光測量儀應(yīng)用于林地測量之優(yōu)點為：

1）操作簡易，測量鎖定甚快、精度高。儀器可以自動紀(jì)錄數(shù)據(jù)，電腦傳輸，無人為筆誤。2）數(shù)字儀表板自動顯示，無人為目視判讀誤差。3）節(jié)省人力及時間。4）附有處理軟件，可做點、線、導(dǎo)線之處理及閉合差、面積等之計算，并可連接印表機(jī)或繪圖儀，直接繪出測量圖形。

（二）多功能激光測量儀與GPS結(jié)合

本局引進(jìn)多功能激光測量儀當(dāng)初主要與GPS相結(jié)合，即GPS在地形受限制地區(qū)配合多功能激光測量儀進(jìn)行測量。具體應(yīng)用：

1） 濫墾地取締與清查

利用激光測量儀與GPS、GIS及其軟件相結(jié)合，配合便攜式電腦來進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控為目前各學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)最熱門的研究工作項目。在林業(yè)上則為濫墾地取締與清查應(yīng)用，但由于GPS使用時可能會受到地形限制，尚需進(jìn)一步研究與測試。此外也可結(jié)合數(shù)碼相機(jī)，將違規(guī)情形拍攝，存檔，以供取締之證據(jù)。

2） 租地清查

多功能激光測量儀與GPS結(jié)合進(jìn)行租地清查工作，不但速度快，且精確度亦較高。此外亦可將數(shù)字化圖檔預(yù)先輸入便攜式電腦，攜帶至現(xiàn)場進(jìn)行清查對比工作。

3） 區(qū)外保安林清查

目前本局區(qū)外保安林清查，均采用電子平板儀進(jìn)行清查及放樁工作。但由于三角點不足，常造成清查工作緩慢。如能利用公分級GPS進(jìn)行布點，然后利用激光測量儀進(jìn)行施測，并利用目標(biāo)坐標(biāo)程序功能進(jìn)行放樁工作，應(yīng)可加速清查工作，并減少事后圖籍?dāng)?shù)據(jù)化工作。

多功能激光測量儀較傳統(tǒng)羅盤有精度高、免記錄、免繪圖、免拉測繩、免砍草、省時省工及電腦處理、繪圖等優(yōu)點，經(jīng)實地測試及現(xiàn)場操作，均較以往儀器超出甚多，值得推廣。

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