平板电脑在山西省林业调查中的应用

韩 静

v(山西省林业调查规划院，山西 太原 030012)

森林资源调查设备落后,调查效率低，劳动量大的问题始终困扰着林调人员。21世纪初，PDA曾在森林资源调查中小范围试用。而平板电脑包含了PDA的大部分功能，且使用方便易于操作，目前已取代PDA成为山西省林调人员森林资源调查中的常用工具。

1 平板电脑应用前的调查方式

林调人员需要使用测量仪器、地形图、纸、笔等工具，先选择合适的位置通过地形图核对地形，之后再找到相应的小班，通过打样地调查树高、胸径等需要调查的小班因子，并做好调查记录。待外业调查结束后，将调查数据按要求录入电脑，再进行统计、汇总、图面制作，最终编制完成方案报告。上述内业工作不仅繁琐复杂，也容易在数据汇总过程中产生错误。

2 平板电脑在林业调查中的应用

2017年，山西省林业厅委托山西省林业调查规划院开展山西省林业核查工作。山西省林业调查规划院结合山西省实际，专项开发了“山西省林业工程综合核查数据采集系统”(以下简称“系统”)。“系统”以三星S10平板电脑为运行硬件，使用Android操作系统进行操作使用。系统的主要功能和应用如下：

2.1 地图模块

“系统”中地图模块的主要功能有图层管理和图形的基础操作，并为其它功能的应用预留相应的应用接口。图层管理应用内容包含所有图层的添加、删除、颜色设置、顺序调整、文字大小等；“系统”中地图可以任意放大和缩小，可以进行长度、角度、面积测量等。地图模块可以应用于森林区划调查、森林抽样调查中样地的布点和定位及林地面积勾绘，为林业各类专题图(森林资源分布图、基本图、林相图、工程造林规划图、木材抚育采伐规划图、森林保护规划图、护林防火规划图等)的制作提供基础数据。森林资源调查涉及到的各种遥感影像图有Tiff，Erdas img，Envi，Jpeg等格式，常见的矢量格式有Shape，Coverage，Tab，Vet等。利用平板电脑这个移动终端，“系统”与ARCGIS软件实现无缝交流。

2.2 导航定位模块

“系统”与GPS连接时通过通讯端口完成。在GPS接受信号时波特率与通讯端口设置一致，GPS成功连接后，可以显示当前位置，并显示当前坐标信息。在以往的调查中，虽然有手持GPS的辅助，也可以判断地点准确与否，但是GPS使用相对繁琐复杂、功能单一。而使用平板电脑，结合已配准好的地形图，可以准确了解调查地块是否准确，还达到了设备的多重功能合一。

2.3 小班区划模块

小班区划是“系统”最重要的功能之一。系统中通过点连接绘图，也支持基于遥感影像的手动绘图。对于已经绘制好的图，“系统”支持对小班进行复制、删除、移动和节点修改等操作。为了规范调查、提高效率、简化操作，“系统”采用先编制数据字典，再用字典统一规范录入因子的方式。

2.3.1 小班绘制

在“系统”中绘制小班图形时，可以在平板电脑加载的地图上直接完成图形点、线、面的绘制。需要时也以通过调查时记录的GPS坐标信息来绘制小班图形。

2.3.2 小班分割

“系统”可以通过手动绘制分割线，或直接输入坐标自动生成分割线，将小班随意分割再生成小班，分割形成的小班会自动继承被分割前小班的属性。也可按需要在属性编辑功能里人工修改小班属性。

2.3.3 小班合并

“系统”可以选择需要合并的小班，点击“合并操作”选项完成相同属性小班的合并。小班合并后自动继承合并操作时所有小班中第一个小班的属性，也可按需在属性编辑功能里人工修改小班属性。

2.3.4 小班移动

当小班图形位置整体偏移时，通过“系统”中的移动功能选项，选择需要移动的小班，输入偏移量点击执行，移动小班到需要的位置。移动后，小班属性不变。

2.3.5 小班复制

在“系统”中先选择需要复制的小班，复制完成后，会在原位置生成与被复制小班完全一致的新小班，随后将小班移动到指定位置。如果需要更改属性，通过编辑功能进行修改。

2.3.6 小班删除

在“系统”中选择需要删除的小班，点击删除选项，小班被删除。

2.3.7 小班节点编辑

“系统”中小班的边界可以通过节点编辑功能来进行调整，可以修改、删除节点，设置新节点。或在屏幕上直接点击设定，或通过获取的GPS位置设定。通过节点编辑功能编辑节点后，小班属性不会改变。

2.4 数据查询模块

在“系统”中进行小班查询时，可以按多种査询方式进行。既可以根据小班的编号查询,也可以根据乡镇、村等行政区查询，还可以依据工程类别进行查询。

2.5 “系统”应用中相关信息的录入

2.5.1 图像的处理配准

现有的各种地图、影像数据只有经过配准预处理，才能与其它数据叠加使用。在实际应用中，我们常用几何校正配准法基于标准地图的控制点来进行匹配。具体办法是在地图上查找明显的地标，均匀地设置对应点，比如道路的交叉点、拐点、以及其它明显地物点,然后进行匹配校正。

2.5.2 属性因子录入

在森林资源调查中，“系统”有预设小班调查因子选项，调查时可直接在选项下拉菜单中选择，操作简单方便。现场调查的各项因子可以随时进行修改，修改后的因子会自动完成替换。在图上进行区划时小班能自动编号，并且属性因子与小班号自动匹配。“系统”还具有随时拍照、录像功能。林调人员在现场拍摄的照片可以记录拍摄时间及当前坐标，内业工作出现问题时可提供辅助判读依据。

3 现场数据采集与分析

3.1 数据采集

在现场调查时，利用导入“系统”中的图层、小班界限、经营区界限、行政区界限进行位置判定。判定小班后，利用平板电脑中的GPS导航至区划最佳位置，对照现地状况进行小班区划修改和因子修正。输入因子时，把测树因子录入到属性因子中，待“系统”自动计算出各树种的平均胸径，再选择标准木进行测高。然后，将检查无误的小班界线和属性因子保存，再进行逻辑检查确定数据输入无误，最终根据正确的数据，生成调查统计表。

3.2 数据分析

外业调查结束后，我们将“系统”中收集到的所有数据导入装有GIS软件的计算机，对数据进行逻辑检查、分类应用、统计汇总，再根据需要制作成相应的图。还可以根据采集的数据编制该地块的林业工程设计方案。

4 应用平板电脑的优势

1) 携带方便、安全。将地形图存储在平板电脑里，地形图只能通过独有的“系统”加载，既方便又安全。

2) 操作简便。“系统”可以瞬间进行放大、缩小等操作；可快速查阅和核对信息，随时查看任何一个乡镇的地形图；可把小班位置叠加在地形图上，而不受图幅的影响。

3) 具有轨迹记录和定位功能。激活“系统”中的轨迹记录功能，可将调查人员的返程路线以样地为单位记录下来，并自动叠加到地形图上直观的显示出来。“系统”会自动将调查人员所在位置标记在地形图上。

其缺点是平板电脑由于微型化的需要，其硬件体积均较小，在数据量巨大且图像复杂的情况下易死机；平板电脑在外业调查中易被损坏。

综上述分析，采用基于平板电脑的“系统”进行森林资源外业调查，在减轻劳动量的同时，极大地提高了工作效率，保证了调查质量。