Wydawca treści

Pomiary odbiornikiem GNSS w lesie

Mając na względzie zarówno specyfikę pomiarów leśnych, jak i strukturę geome-trycznej bazy danych leśnej mapy numerycznej, możemy mieć do czynienia z koniecznością lokalizacji obiektów o charakterze punktowym, liniowym i poligonowym.

Podczas rejestracji danych punktowych zasadniczym elementem jest uśrednianie współrzędnych. Polega ono na zapisaniu większej liczby obserwacji dla interesującego nas obiektu, a następnie obliczeniu średniej dla wartości X, Y, Z. Rejestrując dane w interwale jednosekundowym bez korekcji różnicowej, warto wydłużyć czas pomiaru do 3 min. Najczęściej obliczenie to wykonywane jest automatycznie.

Zdarza się, że podczas rejestracji danych o charakterze liniowym i powierzchniowym, przy interwale czasowym wynoszącym jedną sekundę, uzyskane linie nie odzwierciedlają rzeczywistości zgodnej z oczekiwaniem. Przebieg linii jest falisty i poszarpany, a czasem zapisane są miejsca, w których nie dokonywano pomiaru. Jest to dość charakterystyczne zjawisko dla sygnałów nawigacyjnych, które wiąże się z dokładnością samego odbiornika oraz występowaniem sygnałów odbitych. Wskazane jest zatem poddanie gotowych obiektów wektorowych procesom generalizacji, pozwalającym dostosować wyniki pomiarów do wymaganych parametrów. Dobrym przykładem może być użycie algorytmów matematycznych odnajdujących linię trendu, która przeważnie pokrywa się z faktycznym przebiegiem mierzonej linii. W razie konieczności gotowy obiekt można poddać procesowi wygładzania, niwelując sztuczny kształt wyrażony za pomocą linii łamanej.

Ryc. Przykład generalizacji przebiegu linii z pomiarów odbiornikiem GNSS.

Większość odbiorników klasy GIS pozwala na realizację następujących zadań pomiarowych:

  1. Wyznaczenie położenia punktu leżącego na przedłużeniu linii utworzonej z obserwacji GNSS poprzez pomiar odległości. Technika ta może być szczególnie przydatna wówczas, gdy potrzebne jest wyznaczenie środka grubego drzewa o szerokiej koronie, mogącej utrudnić rejestrację sygnałów nawigacyjnych.
  2. Zastosowanie metody domiarów prostokątnych, umożliwiającej odłożenie odległości wzdłuż istniejącej linii, a następnie pod kątem prostym do mierzonego obiektu. Jest to dobry sposób wyznaczania współrzędnych dla punktów zlokalizowanych wzdłuż jednej linii.
  3. Tworzenie obiektów liniowych lub poligonowych na podstawie wyznaczonego za pomocą odbiornika GNSS punktu referencyjnego. Wykorzystując dalmierz laserowy z busolą, rejestruje się azymut i odległość do wierzchołków linii.
  4. Zastosowanie metody wcięć liniowych lub kątowych pozwalającej obliczyć położenie punktu na podstawie pomiaru odległości lub azymutu z dwóch punktów referencyjnych. W ten sposób można pomierzyć położenie obiektów niedostępnych.
  5. Automatyczne tworzenie obiektu liniowego w zadanej odległości od osi, wzdłuż której dokonywana jest rejestracja sygnałów satelitarnych. Metoda ta jest przydatna wówczas, gdy pomiar dokonywany jest w pobliżu obiektów mogących ograniczyć odbiór sygnałów satelitarnych. Można ją również zastosować wtedy, gdy trzeba wyznaczyć oś rzeki, kanału czy drogi i zdecydowanie łatwiej jest poruszać się wzdłuż krawędzi obiektu.
  6. Wyznaczenie linii lub poligonu na podstawie ciągu busolowego dowiązanego do punktów referencyjnych pomierzonych odbiornikiem GNSS. Punkty odniesienia można pomierzyć na obszarach gwarantujących lepszy odbiór sygnałów nawigacyjnych, a konstrukcję ciągu busolowego realizować w gęstym lub wysokim drzewostanie.

Ryc. Przykłady metod pomiarowych z wykorzystaniem odbiornika GNSS.

Ilustrację metod pomiaru odbiornikiem GPS w warunkach leśnych przedstawia film instruktażowy wykonany na zlecenie DGLP, który można obejrzeć klikając TUTAJ

Pomiary GPS z wykorzystaniem dalmierza laserowego

Las jest bardzo trudnym środowiskiem do wykonywania pomiarów GNSS. Jest to związane z ograniczoną dostępnością sygnałów z satelitów nawigacyjnych i występowaniem sygnałów odbitych pogarszających jakość pomiarów. Mimo to zalety pomiaru z wykorzystaniem satelitarnych systemów nawigacyjnych można wykorzystać w metodzie łączonej. Większość mierzonych w „lesie" obiektów pozbawionych jest – chociaż w części – drzewostanu lub znajdują się w pobliżu takich miejsc. Pozwala to na zastosowanie metody łączącej pomiar GNSS z pomiarem wykonanym dalmierzem laserowym z busolą i inklinometrem. Proponowana metoda polega na wyborze odpowiedniego miejsca (punktu bazowego lub punktów bazowych), w którym zostanie wykonany pomiar GNSS, a następnie pomiar odległości do interesującego nas obiektu lub punktów znajdujących się na jego granicy (obiekty liniowe i poligonowe). Dodatkowo wbudowana w dalmierz busola dostarczy informacji o wielkości azymutu, a inklinometr – o kącie pionowym, na podstawie którego będzie następować korekta odległości (odniesienie do poziomu).

Redukcja odległości do poziomu jest szczególnie istotna w przypadku terenu o urozmaiconej rzeźbie. Wyboru punktu bazowego dokonujemy w taki sposób, aby zapewnić jak najlepsze warunki do pomiaru GNSS, tzn. w miejscu, w którym horyzont jest najmniej przesłonięty i widać punkty, do których mierzy się odległość za pomocą dalmierza laserowego.

Ilustrację sposobów pomiarów z użyciem odbiornika GPS i dalmierza w warunkach leśnych przedstawia film instruktażowy wykonany na zlecenie DGLP.

na bazie publikacji „Geomatyka w Lasach Państwowych" zredagował Krzysztof Okła, DGLP