电子全站仪在园林植物现状调查中的应用探讨

楼主  收藏   举报   帖子创建时间:  2018-04-14 23:54 回复:0 关注量:570
论文摘要:在园林植物现状调查中,应用电子全站仪,采集单株树木和林分边缘线特征点的坐标及高程数据,经过计算机处理,绘制出能反映现状植物准确位置的园林植物现状图的方法。
关 键 词:电子全站仪 园林植物



  我国在园林建设,特别是在风景区的开发建设过程中,曾经出现过砍伐林木修建楼堂馆所,园林植物资源不断流失的“破坏性建设”,如北京香山饭店。究其原因有多种多样,但可以肯定的一点是:对现状植物的调查不足,可供设计、施工参考的植物分布之准确位置资料不足。常规的地形图测量仅测个别大树(或古树名木),致使细部设计时的建构筑物选址、道路选线、植物保护和景观营造等依据不足,带有一定的主观臆想和盲目性。目前,GIS技术已广泛应用于森林资源调查、规划和园林场地规划[1],而卫星遥感图片或航测片提供的资料仍未能满足园林建设在细部设计时所需的单株树木和片状林分准确位置的精度要求。为获取准确的园林设计资料,更好地进行保护性的植物资源开发利用,可以应用电子全站仪,配合计算机等设备和AutoCAD、CASS等软件,对园林植物现状进行数字化测量、记载和图纸制作。

1 电子全站仪简介

  电子全站仪是一种在传统经纬仪基础上改造而成的较现代化的测量仪器。它除具有传统经纬仪的基本功能外,所有测量数据均以数字方式记录和存储[2],通过传输接口设备可将野外采集的数据终端与计算机连接,配以数据处理软件和绘图软件,即可实现测图的自动化[3]。它集自动测角、测距、测高于一体,功能齐全,测量精度高,是实现测量数据自动获取、显示、存储、传输、识别处理、计算的三维测量系统。现已广泛应用于控制测量、工程放样、安装测量、变形观测、地形测绘和地藉测量等领域,成为实现测量工程内外业一体化、自动化、智能化的关键硬件系统。

  电子全站仪由电子经纬仪、电磁波测距仪、微处理器、电源装置和反射棱镜等组成。其工作原理是由电子经纬仪测角,由电磁波测距仪通过测定电磁波在测线两端点间传播的时间求得距离,经微处理器即能自动计算并显示任一被测点的三维坐标。

  我们选用尼康DTM-500型全站仪和CASS4.0软件,CASS4.0是基于AutoCAD R2000平台的数字化地形地籍成图软件。

2 技术路线和调查过程

  2.1 技术路线(图1)

  



  图1 园林植物现状调查技术路线图

  2.2 现场踏勘

  组织规划设计、测绘和植物分类等有关专业人员到调查区域进行现场踏勘,了解调查区域内的植物分布情况,确定需定点测量的独立木的种类、起测标准(起测标准是指确定一个指标,凡大于这个指标的植物则进行定点测量)以及片状分布的林分种类和林分边界测量要求。

  2.3 外业数据采集

  包括坐标、高程数据和树种名、林分种类等,分别由测绘人员与植物分类人员共同协作完成。

  (1) 采集要求

  A. 对于呈点状分布的、大于起测标准、属绝对保护的独立木,进行定点测量,采集其坐标及高程数据,同时记载其树种名;

  B. 对于呈片状分布的林分,林分内单株木的规格未大于起测标准,属尽量保留林分的完整性及林相特征,内部可适量间伐的林分,测量林分边缘的控制点坐标数据并记载林分种类名;

  C. 对于呈片状分布的林分,林分内有少量独立木的规格大于起测标准,属尽量保留林分的完整性及林相特征,内部可适量间伐,但需绝对保留大于起测标准的独立木的林分,测量林分边缘线的控制点和独立木的坐标数据并记载林分种类名和独立木的树种名;

  D. 对于呈片状分布的林分,林分内大部分树木的规格大于起测标准,属尽量保留林分的完整及林相特征的林分,测量林分边缘线控制点的坐标数据并记载林分种类名。

  (2) 树种和林分种类数据采集

  由植物分类人员在现场踏勘工作的基础上,对待测单株木进行逐木登记、分类、编号和挂牌;对待测林分进行登记、分类、编号和初步划出待测林缘线的特征点。

  (3) 坐标、高程数据的采集过程与方法

  由测量人员在调查区域布设测量控制点,运用全站仪测定控制点的位置(测量学上称为控制测量),然后将全站仪安置在测量控制点上,分别对各待测树木和待测林分边缘线特征点进行测量(测量学上称为碎部测量),采集坐标、高程数据(图2)。

  

  图2 用全站仪进行数据采集示意图

  2.4 内业数据处理

  内业数据处理采用CASS4.0进行数据通讯、展点、地物编辑、文字标注、文件格式转换和输出打印等处理。

  (1) 数据通讯

  运行CASS4.0通过串口用RS-232C电缆与全站仪相连,将全站仪中的内存数据(外业测点号、坐标、高程)传入计算机,生成*.dat格式的数据文件。

  A.在菜单栏选择执行[数据处理] [数据通讯] [尼康DTM-500微机]命令;

  B.在命令行选择串口;

  C.选择波特率:波特率即通讯传输速率,根据全站仪的波特率进行选择,使全站仪与微机的波特率相一致;

  D.先后在计算机和全站仪上回车,数据通讯完毕后,进行下一步操作。

  (2) 展点

  在菜单栏选择执行[绘图处理] [展点]命令,将野外测点号和坐标点展现在绘图区,展点后的图形如图3 所示。

  

  图3 展点后的屏幕显示示意图

  (3) 地物编辑

  A.单株木的处理:在菜单栏选择执行[地物编辑] [园林植被类] 命令,根据不同测点号的单株木名称,分别在测点坐标点插入不同的图形符号。

  B.片状林分的处理:用Pline线将林分边缘线特征点的测点连接成片状封闭线,在封闭区域内填充植被符号。

  (4) 文字标注

  对道路、建筑物、单株木、林分类型等进行文字标注。

  (5) 文件格式转换和输出打印

  将图形文件另存为*.dwg格式文件,插入图框和标题,形成园林植物现状位置图(图4)并打印出图,供复核校正用。

  

  图4 园林植物现状位置示意图

  2.5 复核校正

  利用园林植物现状位置图在调查现场对所测单株木植物名称、位置以及林分类别名、边界位置进行核对、校正和记载。

  2.6 文件制作

  由2.4中制成的园林植物现状位置图中,植物的符号未能达到建标CJJ67-95《风景园林图例图示标准》,需在2.4的基础上进行图例更换,使其达到建标标准。按如下步骤进行:

  A.建立一个名为“现状植物”的图层并设为当前层,制作植物图块或引用现成的植物图块,对经2.4 C 处理的图形符号进行替换;

  B.用画云线沿在2.4.C中用pline线画好的林分边缘线重画出片状林分边缘线。隐藏测点号及其坐标点等符号、线条和文字;插入图框和标题,形成园林植物现状图(图5)。

  

  图5 园林植物现状示意图

  2.7 成图输出打印

  上述图形文件经字体、线形设置与其他处理后,制作成打印文件进行成图输出打印。

3 讨论与建议

  3.1 应用电子全站仪进行园林植物现状调查和绘制出的园林植物现状图,能用电子文件的形式,以准确的坐标和高程表达出现状植物的位置,为设计人员提供有效设计依据。在风景园林建设的建构筑物选址、道路选线和景观营造等工作时,设计人员可根据现状图中单株木和片状林分边缘线的准确位置进行构思、设计和准确的单体设计定位,避免破坏森林和错砍林木的现象发生。

  3.2 现状调查形成的电子文件,可作为GIS系统中的一部分深化数据,应用在城市规划、城市绿地系统规划和管理中。

  3.3 本文所述的方法亦可应用于森林资源调查,实现调查文件数字化,有利于多学科合作,使森林资源的保护、开发利用和管理更合理、规范。

  3.4 本文2.4C所述单株木图形符号的输入和2.6所述植物图块制作工作量较大,有待软件开发部门进一步改进,使本文所述的方法更加方便实用和有利于推广应用。

  感谢参加外业数据采集工作的陈俊林、林观土、刘建滨以及对本文提出修改意见的王绍增、苏志尧等同志。

  

参考文献:

  [1] 俞孔坚,李迪华,段铁武.敏感地段的景观安全格局设计及地理信息系统应用[J].中国园林.2001,(2).

  [2] 詹庆明,肖映辉.城市遥感技术[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,2000.

  [3] 合肥工业大学,等合编.测量学[M].北京:中国建筑工业出版社,1996.

  

  作者简介:

  许冲勇/1963年生/男/华南农业大学林学院(广州 510642 )

  刘惠明/1968年生/男/华南农业大学林学院(广州 510642)

  吴文松/1968年生/男/东莞市岭南园林绿化有限公司副总经理 (东莞 523000)