第一篇：gps在测绘工作中应用
GPS在测绘中的应用
GPS 在高速公路测量中的应用 随着科学技术发展，GPS技术步入公路行业。我经过对GPS测量的学习情况作以下浅谈：
一、GPS测量简介
全球定位系统GPS是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，作为新一代的卫星导航和定位系统，不仅具有良好的抗干扰性和保密性，而且具有全球性、全天候、连续性、实时性的精密三维导航与定位能力，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。单点导航定位与相对测地定位是GPS应用的两个方面，对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式。
全球定位系统是美国研制并投入使用的卫星导航与定位系统。在测量领域，GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、以及地形测量等各个方面，尤其是实时动态(RTK)定位技术在公路测量中蕴含着巨大的技术潜力。
二、GPS技术在公路测量中的应用前景
目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备，但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制，作业强度大，且效率低，大大延长了设计周期。利用GPS测量能克服上述列举的缺陷，并提高作业的效率，减轻劳动强度，保证了各级公路测设质量。相对于以往测量来说，GPS测量主要有以下特点：
①测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。
②定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。③观测时间短。在小于20km的短基线上，快速相对定位一般只需5min观测时间即可。④提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可精确测定观测站的大地高程。
⑤操作简便。GPS测量的自动化程度很高，在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其他观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。
当前，公路测量的技术潜力蕴于RTK(实时动态定位)技术的应用之中，RTK技术在公路工程中的应用，有着非常广阔的前景。
三、RTK技术在公路测量中的应用
3.1实时动态(RTK)定位技术简介：是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS(RTK)技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破，在公路工程中有广阔的应用前景。众所周知，无论静态定位，还是动态定位等定位模式，由于数据处理滞后，所以无法实时解算出定位结果，而且也无法对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量。在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性，这样一来就降低了GPS测量的工作效率。实时动态定位(RTK)
系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证。实时动态(RTK)定位有静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS(地理信息系统)前端数据采集。
3.2应用。最新的RTK技术在公路测设中具备以下几个功能和作用：
①绘制大比例尺地形图。高等级公路选线多是在大比例尺(1：1000或1：2000)带状地形图上进行。用传统方法测图，先要建立控制点，然后进行碎部测量，绘制成大比例尺地形图。这种方法工作量大，速度慢，花费时间长。用实时GPS动态测量可以完全克服这个缺点，只需在沿线每个碎部点上停留一两分钟，即可获得每点的坐标、高程。结合输入的点特征编码及属性信息，构成带状所有碎部点的数据，在室内即可用绘图软件成图。由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，而且采集速度快，因此大大降低了测图难度，既省时又省力，非常实用。
②道路中线放样。设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路中线在地面上标定出来。采用实时GPS测量，只需将中桩点坐标输入到GPS电子手簿中，系统软件就会自动定出放样点的点位。由于每个点测量都是独立完成的，不会产生累计误差，各点放样精度趋于一致。
③道路的横、纵断放样和土石方量计算。纵断放样时，先把需要放样的数据输入到电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，并储存起来，随时可以到现场放样测设;横断放样时，先确定出横断面形式(填、挖、半填半挖)，然后把横断面设计数据输入到电子手簿中(如边坡坡度、路肩宽度、路幅宽度、超高、加宽、设计高)，生成一个施工测设放样点文件，储存起来，并随时可以到现场放样测设。同时软件可以自动与地面线衔接进行“戴帽”工作，并利用“断面法”进行土方量计算。通过绘图软件，可绘出沿线的纵断面和各点的横断面图来。因为所用数据都是测绘地形图时采集而来的，不需要到现场进行纵、横断面测量，大大减少了外业工作。而且必要时，可用动态GPS到现场检测复合，这与传统方法相比，既经济又实用。
3.3RTK技术的优点：
①实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果(包括高程)。②彻底摆脱了由于粗差造成的返工，提高了GPS作业效率。
③作业效率高，每个放样点只需要停留1-2s，流动站小组作业，每小组(3-4人)可完成中线测量5-10km，其精度和效率是常规测量所无法比拟的。
④在中线放样的同时完成中桩抄平工作。
⑤应用范围广，可以涵盖公路测量(包括平、纵、横)，施工放样，监理，竣工测量，养护测量，GIS前端数据采集诸多方面。
⑥如辅助相应的软件，RTK可与全站仪联合作业，充分发挥RTK与全站仪各自的优势。
第二篇： GPS测量技术在电子地图测绘中的应用
前言
随着互联网、汽车电子和无线手持设备对导航系统需求的剧增, 使得中国电子地图产业得到迅猛发展。面临这些需求, 许多城市和地区出现了各类电子地图。在电子地图的制作过程中,地图数据采集约占整个工作量的70%～80%。目前, 电子地图的数据获取主要有三种方法: 扫描现有地形图资料、图像资料( 航片、卫星影像等) 数字化以及数字测图。其中数字测图是利用GPS、电子全站仪等在野外实测直接生成数字地图, 这一方法适合于在没有现成图纸和航片时的大比例尺的地形测图，随着GPS测量技术的发展与广泛应用, GPS 数字测图已经成为电子地图数据采集的首选方式。
1、电子地图测绘的软、硬件设备
电子地图测绘采用的是集PDA 掌上电脑技术、GPS全球卫星定位系统技术和GIS 地理信息系统技术的软、硬件为一体的公路数据采集系统, 如图1 所示。在整个系统中对硬件部分的要求是: PDA 采用的是Windows Mobile 2003 微软操作系统; 中央处理器主频率CPU 为624 MHz, 内存容量RAM185M, 外加1G PDA 扩展卡容量。GPS 采用蓝牙接口, 数据更新频率1 次/s , 自动定位时间45s , 定位精度小于5 m; 对软件部分要求是:e-Road For PDA 和e-Road For PC 软件操作系统。前者是将GPS 接收的信号传输到PDA 上, 后者是将PDA 的数据传输到电脑上, 并对导出的地图数据进行合并和编辑。
2、电子地图测绘的原理
全球卫星定位系统GPS 分成3 个部分: GPS 卫星星座、地面监控系统、GPS 接收机。一般在测绘中所使用的是第三部分GPS 接收机。GPS 使用测距交会的原理确定点位, 其基本定位原理是每颗太空卫星在运行时, 任一时刻的位置都用一个坐标值来表示, GPS 接收机所在的位置坐标为未知值, 而太空卫星的讯息在传送过程中存在时间差, 将此时间差值乘以电波传送速度, 就可计算出太空卫星与GPS 接收机间的距离, 如此就可依三角向量关系列出一个相关的方程式。每接收到一颗卫星就可列出一个相关的方程式, 因此, 至少同时接收到三颗卫星发出的信号后, 即可计算出平面坐标(经纬度) 值, 收到四颗卫星信号则可同时测出高程值, 五颗卫星以上可大大提高其测量精度。一般来说, GPS 接收机在运动中每秒的坐标数据都是最新的, 也就是说GPS 接收机会自动不断地接收卫星讯息, 并实时地计算其所在位置的坐标数据, 同时记录下来。
在GPS 定位中, 根据其运动状态可以将GPS 定位分为静态定位和动态定位。静态定位指的是对于固定不运动的待定点,将GPS 接收机安置于其上, 观测数分钟乃至更长的时间, 以确定该点的三维坐标, 又叫绝对定位。若将2 台或2 台以上分别固定不变地安置在待定点上, 则通过一定时间的观测, 可以确定这些点之间的相对位置, 又叫静态定位。而动态定位则至少有一台接收机处于运动状态, 测定的是各观测时刻运动中的接收机的点位。在电子地图测绘系统中采用的是动态定位。GPS 以全天候、高精度、自动化、高效率等特点赢得广大测绘工作者的信赖。
3、电子地图测绘的方法
3.1 外业采集
外业采集是整个测绘的核心工作, 采集组一般由4 名成员( PDA 操作员、记录员、带路者、驾驶员) 和1 台作业车组成。PDA操作员要熟练掌握PDA 操作技术, 事先对要测的路线进行编号, 对于已经有编号的路线要进行核对, 做到不重复, 不遗漏每一条路线; 记录人员要求反应速度快, 能领会操作员的意图, 配合操作员进行记录, 做到不遗漏, 准确率达到100%; 带路者要求熟悉当地地形, 对整个地区的路线了如指掌, 做到不走重复路,以最佳路线测绘。驾驶员要平稳、匀速驾驶作业车, 并保养维修好。另外还要确保测绘设备具有充足的电量, 避免设备自动关机, 造成数据丢失。因此, 要求在测绘之前做好各项准备工作, 只有这样才能达到最佳的效果。
准备就序后, 首先要对GPS 进行定位, 然后打开GPS 蓝牙, 将其连接到PDA 上, 待其在PDA 上显示为“3D”状态时就表示GPS 已联接上PDA, 可以开始数据采集。采集数据前还要对将其测量数据进行命名, 方式建议采用当天的时间来命名, 并存入SD 卡上, 这样方便数据的合并和校核。测绘过程中常见问题的原因及解决的办法有:
( 1) 测绘过程中GPS 无法定位。
GPS 无法定位的原因可能是接收不到卫星信号, 这时可到一个空旷、周围建筑物少、天线少、外界干扰小的地带进行定位,待其定位好后再进行测绘。为了减少接收干扰, GPS 不能安置在根本接收不到卫星直射讯号的地方, 如室内、地下停车场、天桥下、树木密集、四面环山及隧道中。在汽车内, 应使用有长天线的GPS , 并把天线用磁石置在汽车外。在地形复杂、建筑物多、干扰多的地方, 建议使用带有延长天线的GPS 。如果碰到信号好的地带最好不要采用天线。
( 2) 测绘过程中GPS 信号飘逸。
GPS 信号飘逸问题有多方面原因: ①在阴雨天卫星信号较弱, 很容易造成飘逸。②当地某些地区使用了卫星信号屏蔽, 使信号飘逸。③在信号很强时还使用了延长天线, 也会造成信号的飘逸。④操作错误所造成。对于不可避免的信号飘逸可以在内业顶点编辑中进行处理。
( 3) 测绘过程中行车速度过快。
对于一般的车载GPS 其数据更新频率是1 次/s, 因此测绘过程中车速要保证匀速行驶, 速度不宜过快, 车速一般控制在50 km/h, 防止在测绘过程中出现GPS 接收信号中断, 而使测绘数据不准确。
( 4) 测绘过程中不应长时间停留在某个区域。
当正在进行路线测量时, 如果较长时间在某个区域停顿时,要求PDA 操作人员暂停测量。避免长时间停滞在这个区域造成在PDA 显示的路线发生飘逸。
( 5) 测绘过程中基本信息处理。
由于PDA 对路线的线形和里程是自动记录的, 为使测绘过程中保证测绘准确迅速, 要求PDA 操作员对路线的基本信息不要过多输入, 只需旁边的记录员详细记录每一条路线的基本信息以及附属设施的基本参数。对于路线的基本信息可在内业处理过程中进行补充和完善。
( 6) 测绘过程中跨区路线处理。
由于地形复杂, 一些路线的基本信息在同一条线上都不尽相同。对于一些路线里程比较长, 是跨省或跨市( 区) 或跨乡( 镇)的, 要对这些路线进行分段, 对于带路者要熟悉这一区域的地形, 做到不出现任何误差。记录员要在记录本上详细记载分段情况以及分段路线的基本信息。对于跨省或跨市( 区) 乡( 镇) 的路线一定要在当天测完, 方便以后的内业处理。
3.2 内业处理
外业采集到的地图数据还需要经过整理修饰才能应用, 路线上的附属设施信息也需要完善, 因此要最后得到完美的电子地图, 内业处理工作是必不可少的。内业数据处理操作的流程如图2 所示:
内业处理是一个重要的环节需要各人员协同完成, 其具体有以下几个方面:
( 1) 测绘地图的数据传输。
将测绘的地形图通过数据线拷贝到PC 机的硬盘上, 启动e-Road For PC 进行数据的编辑。e-Road For PC 上的功能同PDA 上的e-Road For PDA 是一样的。因此, 可在e-RoadFor PC 上进行内业的处理。
( 2) 测绘地图的数据编辑。
通过e-Road For PC 在地形图上进行地图编辑。要求外业测量时的数据记录员将路线的基本信息和附属设施信息进行编辑完善, 保证不丢失任何数据。
( 3) 测绘地图的数据合并。
编辑完成所有的路线基本信息和附属设施信息后, 需要进行地形图的合并。合并前要选择好底图, 最好使用空底图, 这样可尽量减少路线的飘逸, 然后再进行合并, 合并时要按照外业测绘的时间顺序来合并。
( 4) 测绘地图的顶点编辑。
由于外业测绘过程中存在信号飘逸, 因此在内业处理中, 需要PDA 操作者对飘逸的路线进行顶点编辑, 将飘逸的顶点拉到实际位置, 对于一些重复的顶点要进行删除。
( 5) 测绘地图的校核。
校核时最好让熟悉地形的带路者进行校核, 这样能确保每一条路线的准确性。如果当地有其他的地形图时, 可对照测绘地图的路线有无偏差。如果路线偏差比较严重或者信号飘逸严重,为保证数据的准确性最好是进行重测。
4、结束语
随着国民经济的高速发展, 交通等领域对导航技术的需求更加迫切, 电子地图对于公路的设计和管理、公路交通的信息化都有着强大的推动作用, 推广与总结GPS 和PDA 技术在电子地图测绘中的应用势在必行, 必将会逐渐代替传统测绘技术。
第三篇：GPS在审计工作中的应用
浅谈GPS在工程审计中的应用
近年来，山东审计局高密支队在审计技术创新方面进行了有益的探索，取得了较好的审计效果。如在对该市住房和城乡建设局2010城市建设工程审计工作中，使用手持GPS测量设备进行市政和园林绿化的工程计量，工作效率提高了
二、三倍，使工程量的计量误差控制在千分级的范围内，受到了工程项目相关单位的一致认可和好评。
通过使用GPS测量设备，我们认为该设备在工程审计中至少在以下四个方面存在比较明显的优势。
一、准确性。GPS的工作原理是利用全球卫星定位系统，对地球上的每一个点进行精确的三维坐标定位，根据坐标计算出所需要的长度或者面积。这样可以无视地形、障碍等不利于测量的因素，避免了一般测量工具本身误差以及无法穿越障碍的窘境。
二、实用性。对于不规则形状面积的测量一直是审计工作的难点，往往都是换算成规则图形来计算，误差必然增大。而使用GPS对不规则图形进行测量让这个难题迎刃而解，不论是曲线、不规则平面都可以按实测量，特别是在园林工程中，存在大量的绿化造型和铺装造型，GPS简化了操作，节约了大量的时间，也减少了各方的争议。
三、提高效率。这是GPS带给我们最大的惊喜，有的工程平时几天才能测完，现在只需要几个小时。比如在几个沥青路面的工程测量中，总长度都要几十公里，如果用皮尺来测量，各个工程量都测量完需要走几个来回，浪费时间在走路上不说，误差的增大是肯定的。而对于这种平直的道路测量，使用GPS完全可以做到乘车测量，大大缩短了工作时间。特别是在下雨或下雪等恶劣天气下也不影响测量。
四、控制人为误差。前面几点也提到了可以减少测量工具本身的误差，比如皮尺的拉长等。而测量过程中有的单位为了一些小利益可能有一些人为的小动作，比如缩短尺长、不从零点计量等干扰正常测量。而GPS是通过屏幕直接显示测量数值，不存在人为修改或变动，只要控制好节点位置，便不会受人为的影响，使测量结果更加公平、公正。
甘肃省临夏州审计局将GPS定位系统应用于固定资产投资审计
审计手段的与时俱进对审计工作至关重要，近年来，临夏州审计局注重高科技的先进技术设备在审计工作中的应用，将便携式GPS全球定位系统先进技术设备使用于审计工作中，提高了审计技术水平，有效促进了审计质量的提升和审计效率的提高。
全球定位系统(Global Positioning System)，由覆盖全球的24颗卫星和地面上的数据传输站提供卫星信号，只要用户端持有装入GPS导航芯片的接收装置(导航仪、手机、PDA等)，接收到其中至少4颗卫星的数据，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置(经纬度)及海拔，获得必要的定位和导航信息，其优势已在诸多领域中得到越来越广泛的应用。在工程投资、资源环保、土地出让、退耕还林等审计项目中，能巧妙使用卫星定位，不仅可以利用其丰富的功能获得定位、导航、距离、面积等信息，还能为我们“野外作业”所发现的审计疑点提供一份有形的证据材料。
随着固定资产投资审计的不断深化，传统的审计技术有时会力所不及。尤其在大型土方、石方工程、大面积不规整图形计量等工程项目审计中，因受工程量、天气因素、审计手段等制约，无法使用皮尺获得长度、距离、高度、面积、体积等现场实测数据。GPS全球定位系统的运用，将精确、直观地获得相关工程量数据，提高工作效率，为审计结果的准确性、公信性提供先进的科技保障。
近日，甘肃省临夏州审计局固定资产投资审计科在康乐县三岔河堤防工程、康乐县白王至八松公路改造项目审计中，除运用传统实地勘察等审计方式外，还积极运用GPS全球定位系统这一现代科技手段，对线路复杂、工程量大的堤防长度、土石方量、路面里程、护坡方量、边沟方量等进行核查。改变了原来手工拉尺测量的落后方法，扩大了测量范围，提高了精准度及专业性，避免了一般测量工具本身误差以及现场障碍物对测量产生的影响，不仅提高了数据精准度，又有效监控了工程量，提高了工程价款认定的准确性和工作效率，节约了建设资金，取得了良好的效果，进一步提高了审计质量。
浙江审计局
传统的夜田审计.需要面对大量纸质图纸.实地走访了解.耗时耗力。浙江省审计厅使用ArcGis地理信息系统和GPS全球定位系统等信息化技术手段.使得农田审计实现了“上天入地”。凭借这一创新.整个项目组50多名工作人员.只用短短1个多月.就完成了对全省13个县市、179万多亩标准农田的审计工作。
第四篇：GPS定位在警务工作中的应用
随着攀枝花市城市建设规模的扩大，车辆日益增多，交通运输的经营管理和合理调度，警用车辆的指挥和安全管理已成为公安、交通系统中的一个重要问题。过去，用于公安、交通管理系统的设备主要是无线电通信设备，由调度中心向车辆驾驶员发出调度命令，驾驶员只能根据自己的判断说出车辆所在的大概位置，而在生疏地带或在夜间则无法确认自己的方位甚至迷路。 因此，从调度管理和安全管理方面，其应用受到限制。GPS定位技术的出现给车辆的导航定位提供了具体的实时的定位能力。通过车载GPS接收机使驾驶员能够随时知道自己的具体位置。通过车载终端将GPS定位信息发送给调度指挥中心，调度指挥中心便可及时掌握各车辆的具体位置，并在大屏幕电子地图上显示出来。 主要功能：
实时定位功能：
110接警调度中心可实时掌握出警车辆的确切位置及行车速度，利用车载终端实时传送精确数据，及时显示在电子地图上。
远程调度功能：
110接警调度中心可向所有的警用车辆或区域警用车辆发出呼叫管理,能更有效地对突发事件出警处警做到实时调度,争取更多时间挽救国家及人民的生命财产。
报警功能：
车载终端外设报警开关，当出警车辆对突发事件现场难以控制，可紧急启动报警功能，110指挥中心可实时收到及掌握出事地点的确切位置，对快速出警增援提供可靠准确的位置及路线指引。
救援派遣导航功能：
当出事地点需要救援派遣时，系统将显示最佳的行车路线，进行中心导航，在救援车行驶中，将不断向中心报告当前位置，当偏离导航路线时，中心将发出告警提示。
通话功能：
利用车载手柄电话在GSM网络覆盖范围内，可以任意拨打或接听所有电话，及收发短信息。方便与指挥中心实时取得联系。
车载免提功能：
利用免提耳麦与指挥中心通话，使出警人员更隐蔽更安全。有效的防止出警人员暴露目标。
第五篇：GPS在林业中的应用
批
准：
审
核：
编
写：
2012年 06月 20
目录
前言 .................................................................................................................................................. 3 1GPS在林业中的应用简介 ............................................................................................................ 3
1.1 应用功能 ........................................................................................................................... 4
1.1.1 GPS定位功能 ......................................................................................................... 4 1.1.2 GPS测距功能 ......................................................................................................... 5 1.1.3 GPS测速与导向 ..................................................................................................... 5
2 GPS在森林调查中的应用 ........................................................................................................... 5
2.1 GPS在森林调查及资源管理中的应用............................................................................. 6
2.1.1 测定森林分布区域 ................................................................................................. 6 2.1.2 进行样地初设与复位 ............................................................................................. 6 2.1.3 利用手持GPS导航伐开境界线............................................................................ 6 2.1.4 利用差分或测量型GPS对林区各种境界线实施精确勘测、制图和面积求算 7 2.2 GPS在野生动植物资源调查中的作用............................................................................. 7
2.2.1 在动物资源调查中的作用 ..................................................................................... 7 2.2.2 在植物资源调查中的作用 ..................................................................................... 7
3 GPS 在林业作业中的应用 .......................................................................................................... 8
3.1 GPS在林业生产和规划中的应用 .................................................................................... 8
3.1.1 在工程测量中的应用 ............................................................................................. 8 3.1.2 GPS在伐区调查设计中的应用.............................................................................. 8 3.1.3 在林业专题图制作中的应用 ................................................................................. 8 3.2 GPS在造林中的应用 ........................................................................................................ 8
3.2.1 GPS在飞播造林中的应用 ..................................................................................... 8 3.2.2 GPS在造林分类、清查中的应用.......................................................................... 9 3.3 GPS在森林资源评估及森林资源管理中的应用 ............................................................. 9
3.3.1 设计踏查 ................................................................................................................. 9 3.3.2 采伐设计 ................................................................................................................. 9 3.3.3 林地管理 ............................................................................................................... 10 3.3.4 验收检查 ............................................................................................................... 10 3.3.5 毁林案件勘察 ....................................................................................................... 10 4 GPS在森林保护中的作用 ......................................................................................................... 10 4.1 GPS在森林防火中的应用 .............................................................................................. 10 4.1.1 GPS在林火信息管理中的应用............................................................................ 10 4.1.2 森林防火中GPS的技术应用.............................................................................. 11 4.2 GPS在森林病虫害的监测与防治中的应用 ................................................................... 11 4.2.1 病虫害的监测 ....................................................................................................... 11 4.2.2 在病虫害防治和农药喷洒中的应用 ................................................................... 11 5 GPS在林业其他方面的应用 ..................................................................................................... 12 5.1 GPS在森林旅游及探险中的应用 .................................................................................. 12 5.2 GPS在林业科学研究中的应用 ...................................................................................... 12 6总结 ............................................................................................................................................. 13
前言
随着科学技术的进步和发展，林业系统新技术应用越来越普及，应用范围越来越广泛。特别是GPS技术的推广应用，在森林资源监测、营林规划设计、森林灾害预警、科学宏观决策等方面带来了深刻的变革和重大影响，显著提高了林业系统各部门的经营管理水平。
在林业系统中，GPS的普及应用有效地提高了林业工作的效率和精度，改变了传统的林业工作模式，实现了无纸化和一体化作业流程，使林业的工作模式出现了质的突破，大大地提高了林业调查内、外业的效率和精度。GPS是林业部门未来作业中必不可少的工具，广泛使用一定会取得巨大的经济效益和社会效益。
1 GPS在林业中的应用简介
GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统，将GPS这一先进的测量技术应用在林业工作中，能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精密坐标，完成森林调查与管理中各种境界线的勘测与放样落界，成为森林资源调查与动态监测的有力工具。GPS技术在确定林区面积、估算木材量、计算可采伐木材面积、确定原始森林道路位置、对森林火灾周边测量和测定地区界线等方面可以发挥其独特的重要的作用。在森林中进行常规测量相当困难，而GPS优越的定位、导航技术可以发挥它的优越性，精确测定森林位置和面积，绘制精确的森林分布图。GPS在林业中的应用已经不再局限于以上这些功能，它在林业应用中的不断深入和扩展必将改变林业现状，使林业步入现代化的行列，为社会和经济的发展提供有力的保障。
在森林、树丛和山系中考察时，如何辨别方向，如何返回，是林业工作者面临的实际问题。森林、树丛中没有定位、导向路标，如何返回出发地和标本采集地亦是难题。有许多人在科学考察中可能有过时间长短不一的迷路经历。全球定位系统(GPS)的出现，使林业工作者在野外工作中有了新的导向、定位工具。GPS利用分布于外层空间的多颗卫星为地球表面任意一点提供定位、导航和测绘服务。除了军事用途外，GPS也广泛用于民用。GPS定位导航仪利用接到的卫星
播放的信号，经过几何计算来确定位置。全球定位系统播放卫星星历和卫星位置推算信号，前者给出系统中每一颗卫星的位置和状况，后者给出播放信号之卫星的定位信息。GPS定位导航仪接到信号后，根据接收信号的时间与发射初始时间之差计算出定位导航仪与卫星之间的距离。当算出与至少三颗定位卫星之间的距离后，GPS定位导航仪就能确定其在地球表面的空间位置。现在，全球定位系统接收仪的体积越来越小，像袖珍计算器的大小，重量不足400克的手持式全球定位系统定位导航仪的面世，给野外的定位、导向和测速带来了极大的便利。使用全球定位系统能在两分钟内确定工作人员所在位置的经纬度和海拔高度。其天线亦可以分离安装在汽车的挡风玻璃上。民用型GPS定位仪的单机精度一般为15米，实际使用时定位精度可能更高些。
1.1 应用功能
林业工作者在野外工作中可以使用手持GPS定位导航仪进行定位、测距、测线、测面积和导向等功能。
1.1.1 GPS定位功能
在野外工作中确定位置是定向测距的第一步。GPS定位导航仪具有自动抽样定位功能。有些型号能每10分钟自动开机定位将数据记录于缓冲区，然后自动关机，有的能够连续25小时自动定位记录信息。利用GPS的定位功能，不但可以将标本或数据采集地点的精确位置记录下来，而且依靠其导向功能多少年后，即使地表景观和标志物改变了，亦能找到过去的标本采集地点，并不需要借助地图。这一优点在大海、大湖、沙漠和林业中显得更为重要。通过GPS可以将地理位置转化成GIS的数据格式并输入到GIS中，通过GIS来产生地图，如过火区边缘，交通道路，防火隔离带都可以用GPS将其采集到GIS中。GPS可以把野外采集到的地理位置转化成点、线、或多边形数据。扑火队伍和运载货物的装备配有GPS和相应的通讯设施后，就可以将队伍行进的位置和路线及时传输到指挥部的GIS系统之中，GIS就可以准确地定位到地图之中。从而就可以对行动的方向、位置、到达的目标地，及时的纠正和调整。
1.1.2 GPS测距功能
利用输入定位点数据，或某地点的经纬度和海拔高度，GPS定位导航仪能计算地球表面上任意两点间的距离。在野外工作中，可以将出发点或工作点储存为定位点。然后可随时测定距这地点的距离。亦可测定任意两个定位点间的距离。于是，解决了野外样线调查时样线长度的测定。样线的长度常达数千米或数万米，若用皮尺和记步器测定，或是无法实现或是误差较大。当我们研究野生树种的生长区域或生长地点时，利用GPS定位导航仪将这些地点定位并储存后，可以研究某些树种在某些区域的分布，以及这些树种的生存条件如地理位置、地貌、气候、湿度，同时也可研究该林区的整个生态系统的不同组成的分布。当测定某树种的分布区域时，只要将分布区的最宽处两点定位，GPS定位导航仪均能在瞬间计算出分布区域的宽度，也可通过测得的数据算出其面积。同时把不同的树种的数据记录并描绘成图，就可以得到该区域内树种的分布图，并可根据最新发现随时更新旧图。
1.1.3 GPS测速与导向
GPS具有测定速度和方向导航的功能。在人迹罕至、地形复杂、地物丰富和交通不便的偏远山区，尤其原始森林、天然林中大树遮天，面积广阔，难辨方向，常常造成工作人员迷失方向，GPS的导航功能可以使人们顺利的找到出发的起始地点。
2 GPS在森林调查中的应用
在森林资源一类调查中，利用GPS的导航功能，输入固定样地的坐标，由GPS接收机引导调查人员到达样地，不仅定位速度快、精度高，而且可以将原有的明标改成暗标。在森林资源二类调查中，利用GPS进行测量定位，可以快速、高效、方便地把调查的样本单元落实到地面上进行测量和调查。同时，储存在 GPS 接收机中的样地坐标及调查数据还可通过数据转化直接形成数据库，从而有利于数据的汇总统计。
2.1 GPS在森林调查及资源管理中的应用 2.1.1 测定森林分布区域
美国林业局根据林区的面积和区内树木的密度来销售木材，对木材面积的测量闭合差必须小于1%。在一块用经纬仪测量过面积的林区，采用GPS沿林区周边及拐角处进行了GPS定位测量并进行偏差纠正，得到的结果与已测面积误差为0.03%，这一实验证明了测量人员只要利用GPS技术和相应的软件沿林区周边使用直升飞机就可以对林区的面积进行测量。过去测定所出售木材的面积要求用测定面积的各拐角和沿周边测量两种方法计算面积，使用GPS进行测量时，沿周边每点上都进行了测量，而且测量的精度很高。
2.1.2 进行样地初设与复位
在我国森林资源清查中，固定样地的定位与复位测量是采用地形图引线定位和直接搜寻样地的方法，此法费工费时而且精度较低。GPS技术的快速动态定位特性，为上述工作提供了有力的技术支持。差分定位是目前GPS最为广泛使用的方法，其基本思路是：借助一个已知精确位置的参考点(一般为国家级测量控制点)和一个数据通信链(无线电)，使用GPS接收机和电台达到运动载体实时精确动态定位的目的。差分方法有伪距差分、坐标差分、相位差分3种。利用差分GPS导航功能，只要输入固定样地的纵横坐标，按导航方向可直接到达样地中心。通过2003年连续清查使用GPS技术发现，较以前方法提高工作效率2倍以上，且精度极高。
2.1.3 利用手持GPS导航伐开境界线
利用手持GPS导航伐开境界线，如平坦地林班线的伐开和确立标桩。以往该类工作采用角规、拉线等方法，工作强度大、误差高、准确度低，进场需要反工，浪费严重。采用GPS后，利用其航迹纪录和测角、测距功能，不但降低了劳动强度，而且准确度高，落图简便，极大的提高了效率。
2.1.4 利用差分或测量型GPS对林区各种境界线实施精确勘测、制图和面积求算
如：各种道路网、局界、场界地类位置和绘制图形并求算面积，转绘于林业基本用图上，达到对各种森林地类变化的动态监测的目的，测量精度达到分米级。利用差分或测量型GPS进行图面区划界线的精确现地落界，如两荒界、行政区界等，解决现地界线不清和标志位置不准的普遍存在的问题。
2.2 GPS在野生动植物资源调查中的作用 2.2.1 在动物资源调查中的作用
在野生动物资源调查中，利用GPS接收机寻找样带的起点，并根据输入的样带终点坐标引导调查人员在规定的样带线内调查。由于接收机还有存储运动轨迹的功能，因此可以在数据转化时显示调查的速度、轨迹的数据，从而对调查质量进行质量监督和管理。另外GPS还可用于野生动物栖息地的定位，根据栖息地的森林景观类型权数推算总体种群数量。
2.2.2 在植物资源调查中的作用
在野生植物资源调查中利用GPS进行生物密度分析，初设及复位样地对植物的多度和频度进行调查。GPS定位可以对古树名木及稀特有植物进行研究和保护。
3 GPS 在林业作业中的应用
3.1 GPS在林业生产和规划中的应用 3.1.1 在工程测量中的应用
GPS可以克服山高林密、交通和透视条件差或常规测量困难及精度不高等林业工程测量的不足，可以快速、高效地实现森林资源勘察、地形测量、林区公路勘测等。
3.1.2 GPS在伐区调查设计中的应用
采伐林地一般是地形陡峭、树高郁闭、灌木丛生，常规伐区调查难度大或精度不高，采用GPS 接收机进行伐区调查设计，可以克服因植被阻挡和坡度造成的通视困难，随调查人员的运动实时记录下伐区边界坐标及运动轨迹，与计算机接口后方便地进行标图并求出伐区面积。
3.1.3 在林业专题图制作中的应用
GPS可用于在森林调查样点和生长预估，观测样点的导航定位，可用于林区公路、涵洞和各种物标的测量，可用于种群分布、数量和野生动物迁移区的确定。GPS在测量学上带来的变革，彻底改变了传统林业专题图在制作上的手工绘制成图慢、精度低、投入高的缺点。GPS配合地理信息系统可以满足多种专题图制作的要求，并实现出图的准确、高效和自动化。
3.2 GPS在造林中的应用
3.2.1 GPS在飞播造林中的应用
利用GPS的导航功能，可以更有效地实施飞播造林工程。这种方法可以减少地面工作人员数量、降低劳动强度、节约飞播经费、加快了飞播进度，为实施大面积、大规模造林工程提供了技术保障
在没有采用GPS之前，飞行员很难对已播和未播林地进行判断，经常会出现重播和漏播的情况，飞播效率很低。采用GPS后，利用其航迹记录功能，飞行员可以轻松了解上次播种的路线，从而有效避免了漏播和重播。此外，利用航线设定功能，飞行员可以在地面对飞行距离和航线进行设定，在飞行中按照预先设定好的航线工作，极大地降低了作业难度。
3.2.2 GPS在造林分类、清查中的应用
利用GPS 的航迹记录和求面积功能，林业工作人员很容易对物种林的分布和大小进行纪录整理，同时了解采伐和更新的比例，对各林业类型进行标注，方便了林业的管理。在我国黑龙江和吉林、内蒙等省区的分类经营、造林普查、资源调查中，已经开始大量采用GPS技术，取得了很好的效果，不但节省了大量的人力、物力和资金，而且极大的提高了工作效率。实践证明，采用GPS完全可以取代传统的角规加皮尺的落后测量手段，并取得极大的经济效益。
3.3 GPS在森林资源评估及森林资源管理中的应用
在森林资源评估：在进行森林资产评估时，可以用GPS接收机和数据处理软件系统精确地测定各林种、各不同年龄林分的面积，水资源、农田、荒山、宜林地等面积，从而避免评估中的主观随意性，提高森林资产评估的准确性、公正性和科学性。
3.3.1 设计踏查
使用GPS对准备采伐的伐区、小班进行踏查，初步确定小班及伐区的位置、面积、运材线路等，经过内业进一步筛选后，确定需采伐的小班;对占用的林地，使用GPS进行初步定位、量测，以决定是否审批或初步计算各种补偿费用。
3.3.2 采伐设计
在采伐设计中，可使用GPS定位、求面积、割分采伐小班，将GPS采集的数据提供给资源管理GIS，能够绘制采伐设计图，还可用于运材林道的设计等等。
3.3.3 林地管理
林地资源是林业生存与发展的基础。对各种征占、侵占林地的行为，可用GPS准确定位、求面积，将GPS采集的外业数据提供给GIS，绘制出被征占、侵占林地的准确位置、面积及图形。
3.3.4 验收检查
在对采伐的小班进行验收时，使用GPS可快速、准确地定位所采伐的小班位置是否正确、面积是否准确、是否超边越界等。
3.3.5 毁林案件勘察
毁林案件勘察、乱砍滥伐、毁林开垦、蚕食林地、放牧毁坏造林地等的林政案件时有发生，使用GPS可快速、准确地勘察被毁林地的位置、面积，并可用GPS采集的数据，绘制出被毁林地的位置图，为案件的处理提供准确数据。
4 GPS在森林保护中的作用
4.1 GPS在森林防火中的应用 4.1.1 GPS在林火信息管理中的应用
GPS和地理信息系统、卫星遥感技术相结合，可以建立高效、实时、实用的林火信息管理系统，一旦发生森林火灾，只需输入利用遥感技术获得的火点坐标，系统即可自动选定最佳的行进线路，利用GPS接收机对扑火队进行实时的导向和定位，从而及时、准确到达火场，组织扑救工作。另外，GPS还可以简单精确地测定受灾林地面积，估计森林火灾的损失，并输出森林火灾受害图、火险等级图等，对森林防火有重要的意义。
4.1.2 森林防火中GPS的技术应用
采用手持GPS进行火场定位、火场布兵、火场测面积、火灾损失估算，精确度高、安全性强，能够实时、快速、准确地测定火险位置和范围，为防火指挥部门提供决策依据，已为国内外防火机构广泛采用。
GPS技术在森林防火上可发挥重要作用。我国较早利用的如沾河林业局，利用差分GPS技术，在防火飞机的环动仪上安装热红外系统和GPS接收机。防火飞机巡飞时，如有火情热红外系统立刻发现并被GPS确定发生位置的精确坐标，配合地面防火塔，迅速向地面接收站报告。GPS和地形图配合使用，可以确定林火的进展情况。用GPS确定林火的位置，在地形图上绘制火场示意图。这样就可以及时地掌握林火的发生范围、面积等。为采取相应的扑救措施提供了依据;依靠GPS的导航功能，可实施飞机直接灭火措施。首先把火场的位置信息输入到GPS接收机，然后利用它进行导航，快速寻找火场，实施快速灭火(如，喷洒灭火剂、运送灭火队伍等等)。
4.2 GPS在森林病虫害的监测与防治中的应用 4.2.1 病虫害的监测
利用GPS对虫害和病害进行跟踪调查，了解病虫害的发生位置，发展程度及分布状况，从而正确做出判断及时进行防治。
4.2.2 在病虫害防治和农药喷洒中的应用
飞机属于高速飞行的动态用户，在飞机上加装GPS，不仅可使其在全球范围内获得连续实时的导航能力，而且还能够得到高精度的三维定位和速度信息，这对于飞机的升空、着陆、飞行方向及速度的确定，空中准确投掷及空中交通管制有重要的意义。
目前，国家正在实施天然林保护工程，建立全国天然林保护工程信息系统，这一系统的技术核心是计算机网格技术、“3S”技术和多媒体技术。病虫害防治是天然林保护工程中必须考虑的专业问题，研究利用GPS进行大面积病虫害防治方法具有现实意义。国内外许多从事林业的专家已经在这方面进行了初步研究。
应用GPS为林业飞防导航，可以摆脱庞大的地面指挥和信号系统，减少车辆、通讯设备和人员的使用，降低组织工作的难度，减少人力、物力和财力的浪费，降低防治成本;免除地面指挥人员和信号队员饱受日晒和药薰之苦，降低劳动强度，提高工作效率;对于山高林密的作业区，信号队员不易到达或不能及时到位，人工导航漏喷或重喷现象严重，GPS导航很好地解决了这一问题。应用GPS导航可以彻底摆脱地面信号标志和人工信号队导航。广西应用飞机喷撒白僵菌原粉防治马尾松毛虫有20 多年的历史，GPS导航技术的应用将使飞防工作迈上新的台阶。
5 GPS在林业其他方面的应用
5.1 GPS在森林旅游及探险中的应用
森林旅游多在人迹罕至、地形复杂、地物丰富和交通不便的偏远山区，尤其原始森林、天然林中大树遮天，面积广阔，难辨方向，常常造成游人的失踪和消亡。GPS 接收机已被徒步山林旅行、森林荒漠探险、森林草地狩猎的人们视为“护身符”。同时利用安装在旅游车上的GPS ，实时获得汽车位置、运行速度和方向，加上“风景导航”系统，便可随时计算出旅游车的位置，并向系统查询景区信息，指示最近的景区特色，解说资料及行走方向，也可自由选择想去的景区并由车上的GPS自动选择最佳的行走路线。
5.2 GPS在林业科学研究中的应用
由于森林资源的具体特点，使林业科研需要借助于大量的资源数据才能进行动态预测和科学经营。GPS是森林资源信息和数据的重要捕捉手段，经过简单的数据和信息转化成为基础的数据库和图形库。在林业地理信息系统的开发研究中，GPS不仅是属性数据和空间数据的重要来源，而且可以改善GPS数据的准确度和数据更新效率，加速地理信息系统在生产实际中的推广应用。
6总结
社会经济的高速发展，森林资源的开发和保护需要紧紧跟上经济发展的步伐，及时掌握资源动态变化，正确做出决策就显得尤为重要。GPS在林业建设行业中市场广阔，应用潜力巨大，已在森林资源调查、规划设计林区物探、荒漠化监测、森林防火、森林病虫害防治等方面取得了可喜的成绩，GPS技术的普及为林业发展提供了新技术和新方法，彻底改变了林业部门原有的工作模式，GPS技术的普遍应用必将促进林业工作向着精确、高效、现代化的方向发展，一定会带来经济效益和社会效益共同进步。