GIS和平板电脑在森林资源清查中的应用

孙海光

(辽宁省林业调查规划监测院，辽宁 沈阳 110122)

辽宁省第九次国家森林资源清查是以掌握全省宏观森林资源现状与动态，客观反映森林资源与生态状况，为制定和调整林业方针政策、规划、计划，监督检查各地森林资源保护任期目标责任制提供重要依据为目的。其主要任务是通过调查全省地面固定样地，准确查清全省森林资源的数量、质量及其消长动态，掌握森林生态系统的现状和变化趋势，开展森林资源生态状况、功能和生态效益综合监测，对森林资源与生态状况进行综合评价，促进全省清查体系向综合监测体系逐步转变。本次清查全省地面样地按点间距4 km×8 km布设，共布设4 617块，充分应用了地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)等先进技术，采用了平板电脑进行数据采集和处理。

1 系统概况

计算机端子系统主要功能有前期数据入库、任务安排、任务分发、数据接收、质量检查、数据汇总和成果输出。平板端调查子系统主要功能有任务接收、样地调查录入、质量检查、数据备份和数据提交。

2 系统主要功能

2.1 路线规划及导航记录

平板电脑能接收GPS信号。在样地样点的寻找过程中，利用软件中的导航功能可快速方便地找到样地西南角，结合Google高清影像数据能合理规划调查路线，以便节省调查员的时间和精力。平板电脑中的软件有实时保存航迹和图形编辑功能，通过查看航迹及日志记录，可查验出调查员是否如实调查及测量，为数据采集的精确度和客观真实性提供了有力保证，也可优化路线，为后期样地复位调查做好保障。

2.2 样地定位与测量

主要对样地引点与样地位置图、样地引点定位物测量记录、样地引线测量记录、样地周界测量记录进行采集和录入。在数据采集过程中，对需要计算的因子如闭合差、坐标方位角、磁方位角等根据已有测量因子能自动求算，避免了由于人为因素导致的错误或误差。

2.3 数据实时录入与自动计算

根据《辽宁省第九次国家森林资源连续清查操作细则》，样地调查内容较多，涉及业务广，质量要求高，主要记录表有：树高测量记录、森林灾害情况调查记录、每木检尺记录、样木位置图、植被调查记录、下木调查记录、天然更新情况调查记录、复查期内样地变化情况调查记录、未成林造林地调查记录等，生成样地因子调查记录表。表图之间存在一定的联系，其中样地因子调查记录表、每木检尺图和样木位置图是重中之重，样地因子调查记录表内共计63项因子。每木检尺记录和活立木记录应一一对应。

样地内每一株胸径不小于5.0 cm的活立木都进行检尺调查。选中样木后，点击“每木检尺”按钮，即进入每木检尺界面，查看该样地所有样木的检尺记录，可以进行样木的增加、修改、删除操作。

对上期样木位置图扫描、裁切，利用地理信息处理软件进行配准，用计算机端管理系统上传到平板电脑中，可以形成上期电子版本的样木位置图，利用平板电脑可以对新进阶的样木，直接根据其相对位置点击落图自动生成方位角和水平距，或者根据输入的方位角及水平距自动形成样木位置图；当所有的样木检尺都完成后，点击样木统计菜单，可以生成该样地的每木检尺株数、平均胸径、蓄积等统计信息。有关基础数据录入后，对有些调查因子能依据技术标准自动计算或取值如平均胸径、优势树种等；如果自动计算项的计算值与填写的数值不一致，会弹出提示，按照提示进行修改；根据样地的优势树种和平均胸径，自动对样木按与平均胸径临近程度的排序，从中选择进行树高等测量。

2.4 质量检查

森林资源连续清查的调查因子较多，各因子间存在着一定的逻辑关系。在实际操作中，由于理解把握不准或是疏忽大意，有些调查员难免会出现填写错误或遗漏的现象，使各因子间产生逻辑矛盾。为此软件内置了数据质量检查功能，如因子间存在逻辑矛盾，会提示调查员修改因子直至准确为止。

2.5 成果生成

野外数据录入完成并通过质量检查后，将平板电脑中的数据导入电脑，利用计算机终端管理系统可将数据直接生成各类报表及Word、pdf格式的调查卡片，上报或打印存档，提高了内业数据处理的效率。

2.6 数据备份与还原

数据备份是将内业成果复制并备份到其他存贮介质，保证数据的安全性。当数据发生了损坏时，如果之前进行数据备份，则可以通过恢复功能，将之前备份的数据还原回来，以防止由于误操作或其他原因导致的数据丢失，对调查采集的数据提供了有力的保障。

3 平板调查系统的优势与缺点

3.1 优 势

利用平板电脑集成GIS、GPS技术的森林资源清查及管理系统能进行样地信息采集、实时拍照，为数据采集的精确度和客观真实性提供有力的保证；样地调查内容多，外业数据实时录入，质量检查能及时查看结果并修订，以便外业现场解决调查因子“错、缺、漏”问题，利用管理子系统可直接生成报表，并能将成果输出为Word、pdf直接打印或存储，节约大量内业处理时间，极大地提高工作效率和质量。

3.2 缺 点

由于平板电脑综合使用了地理信息系统、遥感、全球定位系统等空间信息技术，对使用者的综合技术能力要求较高。从使用情况来看，有些调查人员对其操作不够熟练，平板电脑的推广普及还需进一步加强针对性的培训和实践。

平板的内存较小，CPU处理能力弱。当数据量大时其运行明显变慢，甚至出现死机现象，新输入的数据无法保存；平板电脑导航的精度有待进一步提高，应增加信号以接收北斗导航。其电源本身用时有限，需随身携带移动电源等设备。屏幕避光性差，野外调查时在阳光的照射下屏幕看不清楚，给调查工作带来不便。平板电脑内存、处理能力、精度、屏幕有待进一步优化。

平板端调查软件还不够智能化，如不能一次增加所需的记录条数；逻辑检查及批量修改功能有待进一步完善。

4 结 论

采用平板电脑辅助森林资源清查从根本上改变了传统的野外调查数据采集方式，提高了森林资源调查的科技含量，实现了无纸化操作和内外业一体化[1]，同时也使林业工作者转变传统的思维模式，学习新技术，运用新手段，不断推动林业调查向信息化智能化方向发展。