计算机绘图在森林资源调查区划上的应用

　　 摘要：通过几种计算机软件在林业调查绘图上的应用，探讨改变传统的林业调查设计区划图的绘制方法，从而提高绘图效率和面积求算的精度。
关键词：森林资源调查 数据整理 计算机绘图 地理信息系统 GPS手持机
1 技术标准
标准化的作用是为了获得在硬件、软件和系统上的综合投资效益，首先具备可移植和互操作性。信息往往是一个由多种计算机平台组成的复杂网络系统，有了标准，可以促进用户从网络的不同节点上获取数据，即从不同硬件环境中获取数据和实现各种应用；其次是可伸缩性，为了适应不同的项目和应用阶段，必须以相同的用户界面在不同大小级别的计算机上运行；第三是通用环境，标准提供了一个通用的系统应用环境，如提供通用的用户界面和查询方法等，利用这个通用环境形成与国家数字地球并轨。
1.1 图的技术标准：采用统一的坐标系统，表达空间信息的数据均采用统一的国家西安80坐标系统，统一地图投影(UTM)。
1.2 数据组织：为便于计算机管理和应用，如存储、检索、分析、图形再现和数据交换等，数据库分基础数据库（即基础地形图）、专题数据库等，每个数据库由若干数据层构成。各库主要信息是基础数据库和专题数据库。
2 绘制森林调查区划图涉及到的几种软件
随近几年计算机技术、软件技术的飞速进步，确实出现了一些软件能给林业调查领域的图形绘制提供强有力的帮助。笔者要论述使用的软件主要是山海易绘、AutoCAD，其他辅助软件有微软的Excel，Garmin公司MapSource 和北京林科院地理所自信公司是 Viewgis等。
3 利用Excel软件绘制调查区划图
3.1 在电子表格中对测量的数据进行整理：先在工作表中建立方位角、斜距、倾斜角、X坐标、Y坐标以及对X和Y计算机后得出的两对计算数等七个字段。将测得的方位角、斜距、倾斜角等数据按先后顺序录入，在对应的X坐标的文本框中输入公式计算该点的X坐标，公式为斜距*cos倾斜角*sin方位角；在Y坐标对应的文本框输入公式计算该点的Y坐标。公式为斜距*cos倾斜角*cos方位角。
3.2 根据整理后的数据绘制区划图：绘图时用鼠标点击菜单中的插入图标，在标准类型中选择折线，后点击下一步，在数据区域后输入包含X、Y坐标的单元格序列，再下一步后分别定义标题、坐标轴、网格线、图列、数据标志、数据表等选项卡内的选项，直至满意为止，单击完成，一幅漂亮的区划图即绘制完毕。
4 使用罗盘仪导线测量得到数据后区划图的绘制
林业生产中的一些设计性工作，对图纸要求高，Excel绘制的图形就远远满足不了要求，而用AutoCAD绘图，不但效率高、误差小，而且绘制图例、图标也极方便美观，还可以精确打印出各种比例尺的图形，简便快捷。
4.1 应用Excel电子表格，对测量的数据进行整理：新建工作表，在工作表中建立测点、斜距、倾斜角、水平距、方位角等五个字段，顺序输入所测数据，并应用公式，求得斜距对应的水平距。然后利用Excel本身的函数，将水平距和其对应的方位角以@水平距〈方位角的格式放到一个单元格内，这样就生成了以测点对应的@水平距〈方位角单元格序列。最后将这个单元格序列复制到粘贴板上，以供AutoCAD绘图之用。
4.2 初始化AutoCAD的绘图环境：用鼠标点击打开AutoCAD软件，选择新建图形，进入绘图界面打开格式Format菜单，在格式菜单下单击单位Units命令，进入弹出式窗口设置，第一项长度类型为默认的十进制，不用改变；第二项精度我们可以取1位小数；第3项角度的单位这里也选择十进制；第4项的角度精度选择1位小数，最后单击确定。

4.3 绘制调查区划图：用鼠标点击绘图的快捷按钮后，在屏幕底部的命令行窗口内单击鼠标右键，选择粘贴命令，即可将剪贴板内的数据输入到这里，回车图形绘制完毕。应当注意的是，对于经常绘制的某类图形，可以先建立图形模板，将各种相同的要素一次性建立完成，绘图时只需将测量数据拷贝到命令行即可，可以极大地提高工作效率。
4.4 图形打印输：将图形由模型空间复制到图纸空间，在图纸空间里用鼠标单击文件菜单下的打印设置命令，先要选择合适的打印设备，在选择输出的纸型，再设定输出图形的比例尺，点击打印即可打印输出美观的图形。
5 使用GPS区划图的绘制
对于用GPS进行的区划，Garmin公司的MapSource软件通过附带的数据线，微机读取数据后，可以绘制出所测量地块的点、线图。但该图有两个的致命弱点，一是图形绘完后不能进行任何编辑；二是软件中所能改变的比例是查阅比例，与打印无关，很难做到精确打印出要求比例的图形。我们也可以通过该软件读出的GPS中的数据，利用Excel整理，通过AutoCAD绘图。
5.1 在Excel中整理数据：用GPS测量测得到点是数据是经纬度或地理坐标，整理的格式为X、Y，可以去掉其他信息，只留下测点坐标，然后复制到剪贴板上备用。
5.2 在AutoCAD中绘制区划图：对于用GPS测量的数据绘图，打开AutoCAD后不需要进行任何初始化设置，直接用鼠标点击绘图命令，后将剪贴板上的数据直接复制到屏幕下方的命令窗口内，回车即可绘图。
5.3 查找和编辑图形：图形绘制完成后，由于地理坐标的数值非常大，绘图位置已远远超出屏幕显示范围，因此需要对屏幕图形进行缩小处理。具体操作是点击视图/缩放/全图命令，即可找到所绘图形，将其移到屏幕中央，再进行放大到合适大小，可对其进行编辑，其它编辑与打印相同。但应当注意的是：对于GPS区划数据，用AutoCAD绘图时，也可以直接打开GPS人工读取点的坐标数据，手工输入绘图。读1点绘1点，方法简便一些，但效率低、易出错，不推荐是使用。
6 对未来林业区划图形绘制方法的展望
随着科学技术的飞速发展，3S系统在林业的广泛应用，林业是区划测量必将迎来翻天覆地的变化，但目前仍然存在一些问题。
6.1 基层单位利用GPS进行测量时存在的问题：使用方法和配套设备，由于GPS对天气、使用环境都有要求，特别是一些参数的设置，而基层单位业务人员素质偏低，难免在使用中有这样或那样的问题；另外，基层单位经费紧张，没有与之配套的微机系统，区划后能量面积，但不能输出区划图，有些单位则根据GPS中区划的形状人为估画，造成成图后图形形状上的错误。
误差的困扰，美国虽然开放了CA政策，但在GPS的测量精度上做了限制。还有些型号的GPS，如小博士、12C、奇遇等等本身精度不够，特别是不能进行差分计算的单机测量，根本达不到林业测量的精度要求。我们通过试验，面积低于3平方公顷的，以上几种GPS都达不到精度。而省里的文件规定，可以使用GPS进行定点和区划测量。即没用指明使用型号，也没有给定多大面积可以使用GPS。这样，基层有些单位则不论多大面积，一律使用GPS进行区划测量，结果有些地块造成非常大的误差。
6.2 未来GPS与GIS的广泛应用，将给林业区划测量带进崭新的时代：地理信息系统（Gegraphic Information System简称GIS）是一项以计算机为基础的新兴技术，围绕着这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉学科。在计算机软硬件支持下，可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理，对数据的有效管理。通过对各种因素的综合分析，它可以迅速获取满足应用需要的信息并能以地图图形或数据的形式表示处理的结果。GIS即地理信息系统，在林业行业中的逐步建立和完善，无疑给林业的测量区划与管理工作注入了新鲜的活力。目前，我们正在使用北京资信公司的Viewgis系统对现有的林相图、地形图进行矢量化工作，该系统一旦建成，以后的林业区划工作即可直接与GPS对应，应用GPS区划的图形就可以直接在GIS中读入、编辑、输出，使林业的区划测量工作真正步入现代化、正规化。