激光測(cè)距儀在林業(yè)上的應(yīng)用

激光測(cè)距儀在林業(yè)上的應(yīng)用

野外數(shù)據(jù)采集是一個(gè)長(zhǎng)期困擾測(cè)量人員、制圖員、GPS數(shù)據(jù)庫管理人員、工程師和研究人員的問題。問題很簡(jiǎn)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?yàn)椋?
（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(dú)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(jí)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值，或在進(jìn)行栽培管理研究時(shí)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(shí)，用于捆堆木材通道的地形測(cè)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(guó)激光技術(shù)公司（LTI）研制的激光測(cè)距儀自1990年由美國(guó)農(nóng)業(yè)部林業(yè)局作為野外測(cè)量樣機(jī)并進(jìn)行評(píng)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(cè)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(shí)代。

LTI設(shè)計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)適合基本植被資源和木材銷售巡查和規(guī)劃測(cè)定，伐木量分布圖和道路調(diào)查測(cè)量等的需要。至1993年6月，美國(guó)林業(yè)局已購買這些儀器超過150臺(tái)。在美國(guó)農(nóng)業(yè)部林業(yè)局在野外規(guī)劃使用中，該激光測(cè)距儀不但功能完備、精確和耐用，而且節(jié)省成本，特別是對(duì)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(diǎn)。

資源遼闊的中國(guó)，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(guó)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(duì)林業(yè)資源更高精度的測(cè)量，以木材銷售為重點(diǎn)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(cè)量技術(shù)介紹進(jìn)來，將有助于推動(dòng)我國(guó)的林業(yè)測(cè)量技術(shù)邁進(jìn)新時(shí)代。

多功能激光測(cè)量系統(tǒng)的用途
（一） 距離測(cè)量----距離測(cè)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(cè)量目標(biāo)的磁方位角，或者相對(duì)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(cè)量上所謂定址或定樁（放樣）的功能，即在已知點(diǎn)上將其坐標(biāo)（X，Y，Z）輸入儀器，對(duì)準(zhǔn)測(cè)量目標(biāo)量測(cè)可以立即顯示測(cè)定位置的坐標(biāo)。
（五） 高度測(cè)量----利用三角原理（俯、仰角及水平距離）來測(cè)量物體高度，包括樹木高度、建筑物高度等。
（六） 測(cè)量功能----本儀器具有另一項(xiàng)特殊功能程序，可直接進(jìn)入測(cè)量功能，進(jìn)行測(cè)量工作并自動(dòng)存儲(chǔ)方位角、距離、傾斜角等資料，并可輸入電腦，經(jīng)PC軟件計(jì)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(cè)量系統(tǒng)在林業(yè)上的應(yīng)用探討

（一）林地測(cè)量

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

根據(jù)測(cè)試多功能激光測(cè)量?jī)x應(yīng)用于林地測(cè)量之優(yōu)點(diǎn)為：

1）操作簡(jiǎn)易，測(cè)量鎖定甚快、精度高。儀器可以自動(dòng)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(dòng)顯示，無人為目視判讀誤差。
3）節(jié)省人力及時(shí)間。4
）附有處理軟件，可做點(diǎn)、線、導(dǎo)線之處理及閉合差、面積等之計(jì)算，并可連接印表機(jī)或繪圖儀，直接繪出測(cè)量圖形。

（二）多功能激光測(cè)量?jī)x與GPS結(jié)合

引進(jìn)多功能激光測(cè)量?jī)x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(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量。
具體應(yīng)用：
1） 濫墾地取締與清查
利用激光測(cè)量?jī)x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(xiàng)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(shí)可能會(huì)受到地形限制，尚需進(jìn)一步研究與測(cè)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(cè)量?jī)x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(chǎng)進(jìn)行清查對(duì)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(diǎn)不足，常造成清查工作緩慢。如能利用公分級(jí)GPS進(jìn)行布點(diǎn)，然后利用激光測(cè)量?jī)x進(jìn)行施測(cè)，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(cè)量?jī)x較傳統(tǒng)羅盤有精度高、免記錄、免繪圖、免拉測(cè)繩、免砍草、省時(shí)省工及電腦處理、繪圖等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)實(shí)地測(cè)試及現(xiàn)場(chǎng)操作，均較以往儀器超出甚多，值得推廣。