GNSS RTK 技术在林木定位及微地形测量中的应用

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2019.04.017

林业资源管理 ›› 2019›› Issue (4): 117-123.doi: 10.13466/j.cnki.lyzygl.2019.04.017

GNSS RTK 技术在林木定位及微地形测量中的应用

石君杰¹(), 陈忠震¹, 孟令宇¹, 李永祥², 李永宁¹()

1.河北农业大学林学院河北省林木种质资源与森林保护重点实验室,河北保定 071000
2.河北省木兰围场国有林场管理局,河北围场 068450

收稿日期:2019-02-28 修回日期:2019-04-12 出版日期:2019-08-28 发布日期:2020-10-20
通讯作者: 李永宁
作者简介:石君杰(1991-),男,河南林州人,在读硕士,主要从事3S技术应用方面研究工作。Email: sjj410521@163.com
基金资助:
国家重点研发计划项目(2016YFD060020303)

Applications of GNSS RTK Technology to Positioning Forest Location and Measuring Microtopography

SHI Junjie¹(), CHEN Zhongzhen¹, MENG Lingyu¹, LI Yongxiang², LI Yongning¹()

1. College of Forestry,Agricultural University of Hebei/Hebei Province Key Laboratory of Forest Trees Germplasm Resources and Forest Protection, Baoding 071000, China
2. Mulanweichang National Forest Farm Management Bureau of Hebei Province, Weichang 068450, China

Received:2019-02-28 Revised:2019-04-12 Online:2019-08-28 Published:2020-10-20
Contact: LI Yongning

摘要/Abstract

摘要：

GNSS RTK能提供实时、高精度的定位信息,在林区有广阔的应用前景。研究尝试在几种不同林分类型中进行RTK定位,选取位于龙头山林场的华北落叶松天然林进行了林木分布格局调查和微地形测量。研究结果表明:1)郁闭度是影响RTK在森林中定位可用性的主要因素之一,当郁闭度在0.6以下时,能应用GNSS RTK在森林中进行定位;2)使用RTK进行样地设置时有“直接放样法”和“辅助定位法”,可以灵活选择;3)与全站仪相比,RTK每木定位的平均点位误差为0.143m,可以满足每木定位的需要;4)使用ArcGis分析RTK采集的定位数据可以在每木定位的同时获得样地内坡度、坡向等微地形信息。

关键词: 华北落叶松, 每木定位, 微地形, RTK测量, 可视性分析

Abstract:

GNSS RTK can provide real-time,high-precision positioning information and has broad application prospects in forests.We tried to measure the position of the tree using RTK in several different forest types.In addition,the tree distribution pattern and microtopography were measured on the natural forest of Larix principis-rupprechtii in Longtoushan Forest Farm.Results showed that:1) Crown density is one of the main factors affecting the availability of RTK in forests.The lower the canopy closure,the higher availability of RTK.2) Accuracy and efficiency can be improved by RTK for plot setting.There are two ways to choose,one is “straight measurement lofting”,the other is “auxiliary measurement”.3) Compared with the electronic total station,the average point error of RTK is 0.143m,which fully meets the needs of the work.4) Using ArcGis to analyze the data measured by RTK,microtopography information such as slope and aspect can be obtained.

Key words: Larix principis-rupprechtii, positioning of trees, microtopography, RTK surveying, visibility analysis

中图分类号:

S771
P228.4

石君杰, 陈忠震, 孟令宇, 李永祥, 李永宁. GNSS RTK 技术在林木定位及微地形测量中的应用[J]. 林业资源管理, 2019,(4): 117-123.

SHI Junjie, CHEN Zhongzhen, MENG Lingyu, LI Yongxiang, LI Yongning. Applications of GNSS RTK Technology to Positioning Forest Location and Measuring Microtopography[J]. FOREST RESOURCES WANAGEMENT, 2019,(4): 117-123.

图/表 7

图1

表1

表2

图2

图3

图4

图5

参考文献 22

[1]	段祝庚, 赵建华 . 用RTK进行带状地形图根控制测量的精度分析[J]. 中南林业科技大学学报, 2007,27(6):122-126.
[2]	李广安, 徐振方, 仝小宛 . RTK测量技术在征占用林地调查中的应用初探[J]. 河北林果研究, 2009,24(3):256-259.
[3]	Bakula M, Przestrzelski P, Kazmierczak R . Reliable technology of centimeter GPS/GLONASS surveying in forest environments[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2015,53(2):1029-1038.
[4]	李永宁, 高慧娟, 霍艳玲 , 等. GNSS RTK在山区森林中定位的应用研究——以桦树次生林中的3种地形条件为例[J]. 林业资源管理, 2013(5):125-130.
[5]	李永宁, 刘利民, 崔立艳 , 等. 林冠开阔度对GNSS RTK在森林中定位可用性及初始化时间的影响[J]. 林业科学, 2014,50(2):78-84.
[6]	李明星, 单念源, 周宇峰 . RTK技术在白狼林业局地形测量中的应用[J]. 内蒙古林业调查设计, 2009,32(5):54-56.
[7]	陈炳超, 杨雪清, 陈依静 , 等. RTK技术在林区建设中的应用探讨[J]. 林业资源管理, 2006(4):99-101.
[8]	徐文兵, 李卫国, 汤孟平 , 等. 林区地形条件对GPS定位精度的影响[J]. 浙江林业科技, 2011,31(3):19-24.
[9]	Bakuła M, Oszczak S, Pelc-Mieczkowska R . Performance of RTK positioning in forest conditions:case study[J]. Journal of Surveying Engineering, 2009,135(3):125-130.
[10]	惠刚盈, 胡艳波, 赵中华 . 结构化森林经营研究进展[J]. 林业科学研究, 2018,31(1):85-93.
[11]	胡艳波, 惠刚盈 . 优化林分空间结构的森林经营方法探讨[J]. 林业科学研究, 2006,19(1):2-8.
[12]	汤孟平 . 森林空间结构研究现状与发展趋势[J]. 林业科学, 2010,46(1):117-122.
[13]	冯仲科, 杜鹏志, 闫宏伟 , 等. 创建新代森林资源调查监测技术体系的实践与探索[J]. 林业资源管理, 2018(3):5-14.
[14]	Pirti A, Gumus K, Erkaya H , et al. Evaluating repeatability of RTK GPS/GLONASS near/under forest environment[J]. Croatian Journal of Forest Engineering, 2010,31(1):23-33.
[15]	Drosos V C, Malesios C . Measuring the Accuracy and Precision of the Garmin GPS positioning in Forested Areas:A Case Study in Taxiarchis-Vrastama University Forest[J]. Journal of Environmental Science and Engineering B, 2012,1(4):566-576.
[16]	Bakuła M, Pelc-Mieczkowska R, Walawski M . Reliable and redundant RTK positioning for applications in hard observational conditions[J]. Artificial Satellites, 2012,47(1):23-33.
[17]	张璐, 蒲莹, 陈新云 , 等. 河北省森林资源现状评价分析——基于第九次全国森林资源连续清查河北省清查结果[J]. 林业资源管理, 2018(5):25-28.
[18]	吴邦利, 龙翠玲, 秦随涛 . 茂兰喀斯特森林不同地形部位青冈种群结构与分布格局研究[J]. 广西植物, 2018,38(1):48-56.
[19]	杨秀清, 史婵, 王旭刚 , 等. 关帝山云杉次生林土壤的空间异质性及其与地形相关性[J]. 中国水土保持科学, 2017,15(4):16-24.
[20]	薛峰, 赵鸣飞, 康慕谊 , 等. 林型和地形因子对太岳山森林地表凋落物矿质元素含量的影响[J]. 北京师范大学学报:自然科学版, 2017,53(4):493-498.
[21]	由超, 王宏年, 宋修明 , 等. RTK技术在森林资源连续清查中的应用[J]. 山东林业科技, 2012(4):83-84.
[22]	Zimbelman E G, Keefe R F . Real-time positioning in logging:Effects of forest stand characteristics,topography,and line-of-sight obstructions on GNSS-RF transponder accuracy and radio signal propagation[J]. Plos One, 2018,13(1):1-17.

基准站	可视性		距样地距离		距最近道路距离	地形	周围植被
基准站	A	B	A	B	距最近道路距离	地形	周围植被
1	×	√	1031.7	889.7	10.3	山顶	林地
2	×	×	1309.6	1375.6	230.8	山顶	裸地
3	√	×	795.5	1307.4	174.6	台地	草地
4	×	×	816.2	1231.4	547.7	山顶	林地
5	×	×	957.5	734.8	69.3	山顶	灌木
6	√	√	547.8	702.6	45.1	台地	草地

样地编号	林分类型	株树密度 /(株/hm²)	平均胸径 /cm	平均树高 /m	郁闭度	地形	RTK解类型/个
样地编号	林分类型	株树密度 /(株/hm²)	平均胸径 /cm	平均树高 /m	郁闭度	地形	固定	浮动	单点	合计
No.1	落叶松人工林	300	27.8	18.9	0.44	平地	30	0	0	30
No.2	杨桦次生林	1480	15.4	11.2	0.87	山坡	2	17	11	30
No.3	杨桦次生林	455	16.8	12.7	0.51	山坡	30	0	0	30
No.4	落叶松人工林	750	16.7	10.5	0.55	沟谷	28	2	0	30
No.5	落叶松天然林	844	19.8	17.1	0.82	沟谷	3	19	8	30
No.6	落叶松天然林	480	23.1	17.3	0.54	山坡	30	0	0	30

GNSS RTK 技术在林木定位及微地形测量中的应用

Applications of GNSS RTK Technology to Positioning Forest Location and Measuring Microtopography

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 7

参考文献 22

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	王小涵, 何潇, 史景宁. 气候变化背景下华北落叶松人工林最优轮伐期的经济分析[J]. 林草资源研究, 2023, 0(5): 40-47.
[2]	王云霓, 代海燕, 海龙, 李佳陶, 师鹏飞. 华北落叶松人工林净初级生产力对气象因子的响应[J]. 林业资源管理, 2022, 0(3): 67-72.
[3]	王志波, 季蒙, 李永乐, 李银祥, 马世明, 张海东. 华北落叶松人工林差分地位指数模型构建[J]. 林业资源管理, 2021, 0(1): 156-163.
[4]	解晗, 万一峰, 崔红娜, 郑炎, 贾彦龙. 华北落叶松人工林主要草本植物N,P生态化学计量特征研究——以燕山北部山地为例[J]. 林业资源管理, 2020, 0(4): 58-65.
[5]	付立华, 侯金潮, 孙赫, 王鹤智, 刘强, 程顺. 基于分位数回归的华北落叶松干形曲线模拟[J]. 林业资源管理, 2020, 0(1): 151-157.
[6]	张冬燕, 王冬至, 范冬冬, 张健东, 李大勇. 不同立地类型华北落叶松人工林冠幅与胸径关系研究[J]. 林业资源管理, 2019, 0(4): 69-73.
[7]	秦舟, 韩有志, 张梦弢, 陈汉鑫, 陈奥林. 华北落叶松林分空间格局及种间关联性研究[J]. 林业资源管理, 2019, 0(4): 80-85.
[8]	陈忠震, 石君杰, 贾存, 李永祥, 刘家丞, 金辉, 李永宁. 天然华北落叶松径向生长对气候变化的响应[J]. 林业资源管理, 2019, 0(2): 60-66.
[9]	冯倩倩, 铁英, 周梅, 向昌林, 乌艺恒. 华北落叶松人工林不同造林密度土壤理化性质分析[J]. 林业资源管理, 2018, 0(6): 106-110.
[10]	贺红月, 马长明, 牟洪香, 单媛媛. 华北落叶松和白桦叶凋落物混合分解特征及土壤养分动态[J]. 林业资源管理, 2018, 0(3): 93-100.
[11]	刘红炎, 陈东莉, 柳杰, 赵宇, 张芸香, 郭晋平. 华北落叶松人工林不同间伐水平下林下植物多样性研究——以山西关帝山龙兴林场为例[J]. 林业资源管理, 2017, 0(1): 50-56.
[12]	许晴, 蒋凤玲, 许中旗, 丁丽, 李红倩. 冀北地区华北落叶松林与樟子松人工林最大生物量及碳贮量比较[J]. 林业资源管理, 2016, 0(6): 44-49.
[13]	符亚健, 吕飞舟, 朱光玉, 吕勇. 华北落叶松天然次生林单木冠幅模型构建[J]. 林业资源管理, 2016, 0(5): 65-70.
[14]	王占勤, 王泺鑫 , 程小琴 . 山西好地方林场华北落叶松群落结构及物种多样性[J]. 林业资源管理, 2016, 0(2): 62-67.
[15]	马小欣, 姜鹏, 马娇娇, 谷建才, 陆贵巧. 沿坝地区华北落叶松胸径-树高生长模型的研究[J]. 林业资源管理, 2015, 0(1): 44-48.