RTK测量技术在林业三类调查中的应用

章煜

（云南省昆明市林业调查规划院 云南昆明 650051）

RTK测量技术在林业三类调查中的应用

章煜

（云南省昆明市林业调查规划院 云南昆明 650051）

近年来，随着GPS技术的快速发展，尤其是RTK测量技术的出现，为测量技术史上迎来了一次新的革命。伴随着对RTK测量技术在各个领域的广泛使用，该技术在林业调查规划工作中也开始探索和应用。本文主要介绍了RTK测量技术的工作原理与具体步骤以及在林业调查工作中应用的优点和受到的限制，为以后的深入研究提供有效的参考依据。

RTK；林业；三类调查；应用

随着国家社会经济的迅速发展以及林业科学技术的进步，林业调查工作技术要求精度越来越高，特别是在林业三类调查中的工程使用林地、非法占用林地、未批先占林地等面积不大但是精度要求很高的调查中，针对利用罗盘、皮尺等传统的测绘技术有工作量大，受地形限制且工作效率低等弊端，在一定程度上不能满足现代林业发展与林业调查的需求。本次调查采用了RTK技术解决在工程使用林地时发生的未批先占的地块面积调查求算问题，大幅度地提高了林业调查的面积求算精度和工作效率，并通过RTK的实例测量过程总结了RTK技术在林业调查工作中的应用中的优势、缺点及在林业调查工作中应用的前景。

1 RTK概述

RTK测量技术主要是由三部分构成：①数据传输设备；②GPS数据接收设备；③软件系统。其工作原理主要是利用接收器设备进行数据输送与接收，一般情况下，为了确保可以接收到很强的信号，需要使用到两台以上的接收器设备，将其中一台接收器设备作为基准站，再将其他接收器作为信号增强器。在实际操作中，接收器能够准确低跟踪、实时观测到卫星位置，从而借助传输工具将观测到的信息传送给接收机，移动接收设备可实时处理基准站所观测的信息数据，以此完成了三维坐标定位。移动接收设备应用范围较广，不仅能够对静态环境进行测量，而且还能在动态环境中搜索三维坐标。移动接收器设备可跟踪五颗卫星位置，然后利用卫星位置能够绘制几何图形[1]。

2 RTK在林业三类调查中的实例

2.1 基本情况

本次RTK实例应用选取了昆明市安宁市的一个矿区的工程使用林地项目，属于林业调查工作中的三类调查，由于该工程在未被审批以前已经动工了一部分工程，且已经非法使用了一部分林地，因此在调查未批先占的林地面积时需要高精度调查面积和蓄积量，本次现地使用的设备为中海达公司生产的中海达GPSV30型号，根据工程建设方提供的1：2000的电子地形图对该区域的非法占用林地面积、蓄积进行调查，在此只叙述RTK测量面积的部分。

2.2 RTK测量步骤

（1）设置基准站，主要选择宽阔的视野与周边环境，地势高，周围没有任何干扰的区域来架设基准站，本次架设的基准站位于调查地块东侧的一独立山顶上，具体操作步骤为：①GPS接收机信息选择仪器编号进行连接，如果编号不在列表中点击搜索，搜索到点击停止，等待数据板信息出现后即认为连接成功。②基准站设置，等待卫星锁定后，输入天线高（就是仪器的斜高），点击平滑进行10次平滑采集，对勾数据链并调整（内置电台，频道，高功率），然后选择其他下面的差分模式和差分电文并点击确定，等待弹出设置成功后，观察基站差分灯是否一秒闪烁一次，闪烁稳定以后断开GPS。

（2）设置移动台，同样方法使用手簿连接移动台（UHF移动台）。具体操作步骤为：设置移动站数据链（内置电台，频道和基准站一样），选择其他下面的差分电文格式（CMR）并确定。接下来设置天线，弹出的界面中输入天线斜高（从对中点量至主机中缝隙处）点击应用。进入测量并得到固定解。

（3）求解转换参数：①到达欲参与求解参数的点位后，将对中杆放置水平，点击测量，进入测量界面。点击平滑采集按钮采集坐标，回车保存。同样采集其他欲求数的实地坐标。②将控制点坐标添加进控制点库。在测量界面，点击控制点库并输入点名和x、y、h并保存。同理添加其他控制点坐标。③参数坐标系统设置，在参数计算中添加源点右边的记录点库中选择控制点1然后在目标右边的控制点库中选择控制点1对应的点（最好自定义的时候保存为同一个名字）并保存。同样的方法将其他参与参数解算的坐标点对添加进来。至少应该有2个坐标点。④点击解算。观察比例缩放因子K是否接近于1（即和1的差值要在±0.0001以内），然后点击运用，在核对参数无误后点击对勾，保存坐标系统，并且更新坐标点库。本次通过3个放样点的坐标采集，比例缩放因子达到了0.9999。

（4）点放样，首先，建立一个新的项目，并建立坐标系统。在RTK测量中进行点放样，同时对每个点的名称进行记录，从差分数据信号中的浮动转变为固定时，就可以明确该点的坐标信息。本次的调查对象为一个块状立地块，采用绕测放样的办法，分别绕测地块得到共101个放样点作为外业调查资料。通过RTK的移动站得到放样点的坐标见表1。

表1

2.3 内业处理

在完成采集坐标点数据后，将其导入计算机中，进行内业处理，随后利用Arcgis10.0软件将导入的数据成图在1：2000的电子地形图上求算面积并自动叠加，在通过林分的因子和求算的面积计算出林地和林木数据，最终形成本次调查未批先占使用林地调查的资源现状图，如图1。

图1

3 RTK在林业三类调查中的优势和局限性

3.1 RTK在林业三类调查中的优势

①调查精度高，采集的点精度可以达到厘米级；②虽然架设基站需要花去一部分时间，但是在外业的调查过程中非常方便快捷，这比起传统的罗盘调查方法大大提高了工作效率；③内业工作量大幅减少，传统的罗盘测量内业成图必须由人工输入调查数据，而借助RTK的自带软件，可以一次性把所有的调查信息输入给电脑自动成图；④对于地形起伏且通视不好的地方，RTK的测量能仍不受限且不会降低工作效率。

3.2 RTK在林业三类调查中的局限

①林业三类以下的调查不宜使用RTK技术，由于林业工作中常常出现需要调查对象为面积很大的区域但精度要求不需要到厘米级的调查任务，多为三类及以上的规划、评估、清查等的林业调查，RTK技术的应用就会受限，在精度要求不高的工作中，就会显得RTK技术测量的工作量巨大；②在RTK技术使用中，调查精度会受空气环境及时间的影响。一般情况下，一天在早上11点以前与下午14点之后使用RTK技术测量的效果最好；③受初始化时间影响。在高山、森林密布地区进行操作时，卫星信号出现被遮挡情况使信号失锁，此时，RTK测量就会需要重复进行初始化，初始化得到时间过长也会对测绘效率以及测量精度造成影响。

4 结束语

目前，伴随着RTK的测量技术在大量的工程建设项目中的使用，其技术已经趋于成熟，这项技术的应用范围越来越广，但在林业调查中应用却很有限，主要原因是林业调查精度的要求和调查对象单位面积很大，同时，林业调查基本都是在山区、林区，调查对象大多为有林木覆盖的地区。但随着现代林业调查的发展，特别是在一些三类调查比如非法占用、未批先占等有一定精度要求且面积不是很大的地块调查中，同样存在RTK的使用空间，通过本次在林业调查中的实际应用可以看出，RTK测量技术在三类调查中还有很大的应用空间，从事林业调查的技术人员需要对一些影响测绘效率的因素进行分析，尽量采取多设置测控点的方式来提高卫星定位的精准性，并对每个测控点进行反复测量，尽可能降低这些因素对测绘的干扰，从而保证测量出来的数据信息的准确性、可靠性。从以上来看RTK技术在面积精度要求较高的林业三类调查中具有广阔的发展前景。

[1]GPS RTK在工程测量中的应用研究.

[2]浅谈RTK在城市测量中的应用.

[3]董云富，姚伟峰，朱相雄.浅析GIS在林业调查中的应用与前景[J].安徽农学通报（上半月刊），2011，21：173～174.

[4]黎曦.基于CORS技术的林区公路测量及实例分析.

S758

A

1004-7344（2016）07-0215-02

2016-2-20

章 煜（1979-），云南会泽人，2002年毕业于南京林业大学，林业经济管理专业，从事林业调查规划工作。