激光測距儀在林業(yè)上的應用

野外數據采集是一個(gè)長(cháng)期困擾測量人員、制圖員、GPS數據庫管理人員、工程師和研究人員的問(wèn)題。問(wèn)題很簡(jiǎn)單：就是如何高效、準確地收集定位和物理特征數據，用于制圖、編目、資源清查和存入數據庫。

在某一給定情況下，找出這一問(wèn)題的結果是令人煩惱的。因為：
（1）可能有很多方法和技術(shù)可以使用；
（2）在絕大多數情況下，沒(méi)有一種方法能單獨提供完整而令人滿(mǎn)意的結果。

數據采集用于林業(yè)資源清查，即樹(shù)高、可作商業(yè)性用材的高度，植被繪制，野生特殊樹(shù)種、優(yōu)良樹(shù)種定位，確定區域內樹(shù)的等級及經(jīng)濟價(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(shù)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定、繪制，以及用作通用目的的道路和崎嶇小道施工前調查是很重要的。使用以往可使用的常規調查、航空攝影和GPS定位都可能遇到各種問(wèn)題（例如：成本，準確度，障礙物等）。

激光技術(shù)的應用，尤其是美國激光技術(shù)公司（LTI）研制的激光測距儀自1990年由美國農業(yè)部林業(yè)局作為野外測量樣機并進(jìn)行評估其未來(lái)發(fā)展應用以來(lái)，日趨完善，并可與數據采集器、GPS連接，而且可配置豐富的各種軟件，使林業(yè)測量由手操羅盤(pán)、繩帶、傾斜儀和舊式望遠鏡推進(jìn)到單人操作、全站位、全面綜合的多用途儀器時(shí)代。

LTI設計的測量系統適合基本植被資源和木材銷(xiāo)售巡查和規劃測定，伐木量分布圖和道路調查測量等的需要。至1993年6月，美國林業(yè)局已購買(mǎi)這些儀器超過(guò)150臺。在美國農業(yè)部林業(yè)局在野外規劃使用中，該激光測距儀不但功能完備、精確和耐用，而且節省成本，特別是對目標不清楚的地方。從愛(ài)達荷北部的灌木地到阿拉斯加東南的大雨林都證明了這一點(diǎn)。

資源遼闊的中國，有著(zhù)豐富的林業(yè)資源。隨著(zhù)改革開(kāi)放帶來(lái)的大規模生產(chǎn)，林業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位日漸顯著(zhù)，商用木材需求激增。如何規劃林業(yè)的發(fā)展，對林業(yè)資源更高精度的測量，以木材銷(xiāo)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(mén)重要的議題。我們把激光測量技術(shù)介紹進(jìn)來(lái)，將有助于推動(dòng)我國的林業(yè)測量技術(shù)邁進(jìn)新時(shí)代。

多功能激光測量系統的用途
（一） 距離測量----距離測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----可直接顯示測量目標的磁方位角，或者相對方位角。
（三） 傾斜角----可以顯示傾斜角度（垂直角）或傾斜百分率。
（四） 目標坐標程序----目標程序功能即測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（X，Y，Z）輸入儀器，對準測量目標量測可以立即顯示測定位置的坐標。
（五） 高度測量----利用三角原理（俯、仰角及水平距離）來(lái)測量物體高度，包括樹(shù)木高度、建筑物高度等。
（六） 測量功能----本儀器具有另一項特殊功能程序，可直接進(jìn)入測量功能，進(jìn)行測量工作并自動(dòng)存儲方位角、距離、傾斜角等資料，并可輸入電腦，經(jīng)PC軟件計算處理。
（七） 導航功能----因具有磁通羅經(jīng)儀，可以擔任導航功能。

多功能激光測量系統在林業(yè)上的應用探討

（一）林地測量

由于多功能激光測量系統結合激光測距與電磁式數字羅經(jīng)于一身,其測距、測角精度均較羅盤(pán)儀、測繩高出甚多，實(shí)為林地測量最佳新儀器。

根據測試多功能激光測量?jì)x應用于林地測量之優(yōu)點(diǎn)為：

1）操作簡(jiǎn)易，測量鎖定甚快、精度高。儀器可以自動(dòng)紀錄數據，電腦傳輸，無(wú)人為筆誤。
2）數字儀表板自動(dòng)顯示，無(wú)人為目視判讀誤差。
3）節省人力及時(shí)間。4
）附有處理軟件，可做點(diǎn)、線(xiàn)、導線(xiàn)之處理及閉合差、面積等之計算，并可連接印表機或繪圖儀，直接繪出測量圖形。

（二）多功能激光測量?jì)x與GPS結合

引進(jìn)多功能激光測量?jì)x當初主要與GPS相結合，即GPS在地形受限制地區配合多功能激光測量?jì)x進(jìn)行測量。
具體應用：
1） 濫墾地取締與清查
利用激光測量?jì)x與GPS、GIS及其軟件相結合，配合便攜式電腦來(lái)進(jìn)行環(huán)境監控為目前各學(xué)術(shù)機構最熱門(mén)的研究工作項目。在林業(yè)上則為濫墾地取締與清查應用，但由于GPS使用時(shí)可能會(huì )受到地形限制，尚需進(jìn)一步研究與測試。此外也可結合數碼相機，將違規情形拍攝，存檔，以供取締之證據。

2） 租地清查
多功能激光測量?jì)x與GPS結合進(jìn)行租地清查工作，不但速度快，且精確度亦較高。此外亦可將數字化圖檔預先輸入便攜式電腦，攜帶至現場(chǎng)進(jìn)行清查對比工作。

3） 區外保安林清查
目前本局區外保安林清查，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GPS進(jìn)行布點(diǎn)，然后利用激光測量?jì)x進(jìn)行施測，并利用目標坐標程序功能進(jìn)行放樁工作，應可加速清查工作，并減少事后圖籍數據化工作。

多功能激光測量?jì)x較傳統羅盤(pán)有精度高、免記錄、免繪圖、免拉測繩、免砍草、省時(shí)省工及電腦處理、繪圖等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)實(shí)地測試及現場(chǎng)操作，均較以往儀器超出甚多，值得推廣。