手持GPS【森林防火中手持GPS技术的应用】
时间：2020-03-10 07:22:56 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要 手持GPS具有体积小、重量轻、测量速度快、操作方便等优点，可以极大地减轻森林消防队员的工作紧张程度和劳动强度，使森 林防火工作效率成倍增加，尤其是手持GPS中的定位、导航和测面积功能在森林防火工作中应用也越来越广，而且应用的深度和广度仍然存在很大的潜力。文章就手持GPS在森林防火方面的相关应用：导航功能、面积测量功能及定位功能进行阐述，并对其在使用过程中应该注意的事项进行分析。
关键词 森林防火；正确应用；手持GPS
中图分类号 S762.3 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)122-0188-01
GPS（Global Positioning System）又称为全球定位系统，是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年耗资200亿美元于1994年3月完成其整体部署实现其全天候、高精度和全球的覆盖能力。GPS系统包括空间部分（GPS卫星星座）、地面控制部分（地面监控系统）、用户设备部分（GPS信号接收机）3大部分。目前GPS系统由24颗工作卫星及3颗备用卫星所组成，27颗卫星分布于6个轨道面上，卫星轨道相对地球赤道面的倾角为550每个轨道面上至少分布有4颗卫星,轨道面与另一轨道面上的卫星则相差400，卫星高为20 200 km，每11小时58分钟绕地球1周。GPS系统具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点。
1 手持GPS导航功能的应用
利用GPS导航有三种方法：航点导航、航迹导航和航线导航。航点导航所要导航的目标是一个点，航点导航方法又分两种：①对手持GPS中已存点导航，该方法适合于事先已经存储在GPS中的点的导航；②GPS中没有目标点，但是已知目标点坐标，可以将坐标输入到GPS中，然后向该点导航即可。航迹导航所要导航的目标是GPS中已存的航迹。航线导航所要导航的目标是一条航线，该航线一般需导航前设定好。总之，只要给定目标点的坐标，就可以利用手持GPS迅速、准确找到目标点。
1）利用导航功能，快速准确赶赴火场。根据火情报告、遥感监测或森林航空消防监测到的森林火灾地点坐标，然后输到手持GPS中，并结合地形图选择最佳前进路线，在路线上选择典型参照物，设成一条航线，利用航线导航功能，就可以快速、准确到达火场。如果是利用直升机运送灭火队员，选择好机降或索降地点，利用GPS将其定位，直接向该航点导航即可。
2）火灾逃生。森林防火工作，反复强调“以人为本”，在森林火灾扑救或开设隔离带过程中，首先应保证消防员的人身安全。然而，发生森林火灾的地点，往往地形复杂、气象条件多变，情况错综复杂，一旦火势逼近，如何向安全区快速撤离就显得非常重要。利用手持GPS，事先结合地形图在手持GPS中输入工作地点周围安全区的地点坐标，遇到紧急情况，只要利用导航功能就可以快速、准确向最近安全区撤离，从而达到逃生目的。
2 手持GPS测面积功能的应用
手持GPS在测量不同可燃物分布火烧迹地等面积时，与传统方法相比，具有快速、准确、操作方便等的优点。目前手持GPS提供两种面积测量方法，森林防火工作人员可以根据实际情况选择不同的方法。
1）航线测量法。对于较规则的待测区域，可以使用航线测量面积，该方法适合较小的区域。如果已知了某个待测区域的边界点的坐标也可以通过航线测面积来测量。使用时首先选定待测区域边界的拐角点，作为航线上的航点，然后沿边界依次将各个拐角点的坐标存到GPS中，然后将这些拐角点依次设成一条航线，然后利用航线测量面积即可测出该航线所围的面积。值得注意的是，由于GPS信息是1秒更新1次，在测量拐角点坐标的时候，建议用测量平均位置功能，在每个拐角点放置一段时间后，测量这段时间内的平均位置，作为拐角点的最终坐标。
2）航迹测量法。对于不规则的待测区域，可以使用航迹测面积，该方法更适合于测量较大区域的面积。使用时只要调到相关页面，选择开始测量面积，然后拿着手持GPS沿着待测区域边界走完一圈，选择结束即可测出待测区域的面积。
3 手持GPS定位功能的应用
1）在森林航空消防中的应用。森林航空消防飞机在防火期巡护时，如果发现森林火灾，传统方法是利用1：20万或1：25万地形图，通过观察员的观察，根据起火周围地形特征，在地形图上标绘出来，然后根据地形图上的位置向指挥部报告。这样既费时，精度又不能保证，而且指挥部只是通过描述也未必能找到火灾的准确位置，这就与“打早、打小”相背离。利用手持GPS只要在发生火灾的上空定位，然后将坐标传给森林防火指挥部，就可以完成火情的快速、准确报告。
2）森林火灾蔓延过程中火头的快速定位。扑救森林火灾时，指挥部需要根据火头的蔓延方向和蔓延速度对整个火场动态做出判断，从而对森林火灾扑救必须根据火头的蔓延方向和蔓延速度对整个火场动态做出判断。森林中由于典型参照物很少，如果仅仅依靠护林员的描述，是很难准确根据火头的蔓延方向和蔓延速度对整个火场动态做出判断，如果护林员携带手持GPS的话，只需简单定位，将坐标汇报给指挥部即可为指挥员决策提供依据。
3）火因调查中起火点的定位。在森林火灾火因调查中，起火点的查找是关键，也是目前森林火灾调查中的难点。这是因为在森林火灾扑救过程中，受各种因素的影响，仅仅通过燃烧痕迹可以找到很多个“起火点”，而这些“起火点”大部分都是虚假起火点。在排除虚假起火点的过程中，可能需要多次到“起火点”现场进行调查，利用GPS的定位功能，将这些“起火点”定位到GPS中，并根据周围环境重新命名或编号，将使得火因调查人员可以随时快速、准确到达这些地点，从而提高火因调查的效率。
4 手持GPS 使用注意事项
1）选择适合森林防火工作的机型。由于森林防火特定的工作地点和工作任务，就对手持GPS性能提出了一定的要求：①选择搜星速度快的机型。由于森林防火工作的特殊性, 要求工作人员在林区（而且绝大部分是山区）工作，这样就要求在手持GPS选择上，并非任意一款GPS机型都合适，这就要求选择的手持GPS 必须在林区和山区能够满足工作需要，特别是GPS信号要够强。GPS的搜星速度，就决定了GPS的信号强弱，要满足森林防火工作的需要，就要求GPS搜星速度要快，应将搜星速度作为购买手持GPS的一个重要指标；②选择功能能够满足森林防火工作的机型。根据森林防火工作需要和使用目的，手持GPS至少应具备定位、导航和测面积功能，而且这三项功能越强大越好，精度越高
越好。
2）参数设置。GPS导航系统所提供的坐标是以WGS84坐标为根据建立起来的，很多GPS使用者购买到GPS后就直接使用，造成测量结果与我国地形图数据差别很大。我国目前应用的许多地图属于北54坐标和西安80坐标系，因为不同坐标系之间存在着平移和旋转关系，对于同一点的坐标可能会有几十米到上百米的差异。因此，如果在森林防火工作中结合地形图使用的时候，必须进行坐标转换，输入相应的转换参数，使得GPS的坐标与地形图保持一致，具体参数设置方法可参照GPS附带说明书。
参考文献
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[2]安国善,王希才.浅析GPS在森林防火中的应用[J].吉林林业科技,1999,3:55-57.
[3]王志宇,张成.浅谈现代化手段在航空护林中的作用[J].林业勘查计,2003,1:52-53.
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