北斗卫星导航定位系统在森林防火中的应用 
在森林防火扑救指挥中，不仅需要有精确的定位设备对火源、火场进行精确定位，还要为参加林火扑救的队伍进行精确的定位导航，以保证在林火发生时能使得扑救队伍能够选择最佳路径在最短时间内抵达火场并实施扑救；此外，还要为扑救队员与森林防火指挥中心之间提供有效的通信手段，已保证指挥中心下达的各种指挥调度信息能够及时准确的传达到各级扑救指战员，同时也要使得扑救一线的火场火势以及其他信息能够及时有效地上报到指挥中心，为指挥人员进行科学合理的决策提供准确的信息。此外，在森林防火的日常巡护巡查过程中，也需要行之有效的定位工具和通信手段，保持流动巡护人员及时准确到位，并与指挥中心保持流畅的通信联络以及时传递巡查过程中发现的各种有效信息。简而言之，无论是林火发生时的扑救指挥还是日常管理中的巡查，都需要有精确的定位工具和有效的通信手段，保证森林防火中心与森林防护人员保持密切的联系，并随时掌握一线人员的动态位置。
众所周知，GPS手持设备可以为森林防火队员和巡护人员提供高精度的定位导航信息，卫星电话、甚高频对讲机或超短波电台可以为防火人员提供移动通信手段，但由于甚高频以及超短波通信的通信距离及受地形限制的因素，极大的制约了其使用范围，无法保证防火人员能够与指挥中心之间保持畅通无阻的通信，而卫星电话设备造价高，通信费用高昂，也极大的限制了其在森林防火中的广泛应用。由于通信手段的限制，尽管一线防火人员配备了高精度的定位导航设备，也无法使得指挥部门实时动态地掌握前方人员的位置，进而不能有效的实施指挥调度控制，不能实现科学高效的林火扑救。
北斗系统是同时提供定位和通信功能的卫星系统，将其应用于森林防火中，它不仅可以解决甚高频或超短波通信中的通信有效距离受限制的问题，还可以为防火队员提供高精度的位置信息，实现定位导航；在使用北斗系统卫星终端进行定位的过程中，终端在获得本地位置信息的同时，防火指挥中心通过北斗指挥型终端也可以监收到该终端的位置信息，或者通过登录到北斗运营中心获得该终端同样的位置信息。北斗系统卫星终端的最大特点是其可以同时提供数据通信与定位功能，这不同于以往的任何设备，仅提供定位功能或仅提供通信功能，定位和通信功能被集成在一个设备当中；北斗系统卫星终端设备小型化、集成度高、设备紧凑简单、低功耗和操作简单等特点，并且可采用电池供电，与其他卫星电话设备相比，设备和通信费用相对都比较便宜，因此可以在森林防火部门进行广泛应用；北斗系统卫星终端有车载、机载以及手持等各型终端，可非常简便可靠地安装在扑救车辆、航空护林飞机上，并提供给防火队员个人使用，从而使得森林防火部门能够全面动态的掌握所有相关车辆、飞机以及人员的状态信息，更加及时有效地实现科学合理的调度指挥和控制。由此可见，北斗系统可以为森林防火部门提供有效的定位和通信手段，非常适合在森林防火中应用。依托北斗系统，结合森林防火部门用户需求，可以为森林防火指挥部门实现并提供及时、高效、可视化的人员、车辆、飞机调度监控系统。此系统不仅可以在森林火灾发生时，能够实现森林火灾的快速定位，及时了解详实的火场及其周围的地理和资源环境，在辅助决策系统的支持下，制定合理的扑火方案，实现扑火力量的最优配置，缩短扑火出动时间，提高扑火效率，把森林火灾造成的损失尽可能地减少到最低限度，还可以为森林防火的日常管理提供服务。

GPS在国民经济建设中的应用
2004-2-4
1、GPS导航定位以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点著称。
1.1 定位精度高 　　 　　
应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6，100-500KM可达10-7， 1000KM可达10-9。在300-1500m工程精密定位中，1小时以上观测的解其平面其平面 位置误差小于1mm，与ME-5000电磁波测距仪测定得边长比较，其边长较差最大为0.5mm, 校差中误差为0.3mm。
1.2 观测时间短 　　
　 随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20KM以内相对静态定位，仅需15-20 分钟；快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时，流动站观 测时间只需1-2分钟，然后可随时定位，每站观测只需几秒钟。
1.3 测站间无须通视
　　GPS测量不要求测站之间互相通视，只需测站上空开阔即可，因此可节省大量的造标费用。 由于无需点间通视，点位位置可根据需要，可稀可密，使选点工作甚为灵活，也可省去 经典大地网中的传算点、过渡点的测量工作。
1.4 可提供三维坐标
经典大地测量将平面与高程采用不同方法分别施测。GPS可同时精确测定测站点的三维坐标。 目前GPS水准可满足四等水准测量的精度。
1.5 操作简便 　
随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，有的已达"傻瓜化"的程度；接收机的体积 越来越小，重量越来越轻，极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度。 使野外工作变得轻松愉快。
1.6 全天候作业 　
　目前GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行,不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响。
1.7 功能多、应用广 　　
GPS系统不仅可用于测量、导航，还可用于测速、测时。测速的精度可达0。1M/S，测时 的精度可达几十毫微秒。其应用领域不断扩大。
2、GPS系统的应用前景 　　
当初，设计GPS系统的主要目的是用于导航，收集情报等军事目的。但是，后来的应用开发 表明，GPS系统不仅能够达到上述目的，而且用GPS卫星发来的导航定位信号能够进行 厘米级甚至毫米级精度的静态相对定位，米级至亚米级精度的动态定位，亚米级至厘米级 精度的速度测量和毫微秒级精度的时间测量。因此，GPS系统展现了极其广阔的应用前景。
2.1 GPS系统用途广泛 　
　 用GPS信号可以进行海、空和陆地的导航，导弹的制导，大地测量和工程测量的精密定位， 时间的传递和速度的测量等。对于测绘领域，GPS卫星定位技术已经用于建立高精度的 全国性的大地测量控制网，测定全球性的地球动态参数；用于建立陆地海洋大地测量基准， 进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘；用于监测地球板块运动状态和地壳形变；用于工程测量，成为建立城市与工程控制网的主要手段。用于测定航空航天摄影瞬间的 相机位置，实现仅有少量地面控制或无地面控制的航测快速成图，导致地理信息系统、全球 环境遥感监测的技术革命。
2.2 多元化空间资源环境的出现 　　 　
　 目前，GPS，GLONASS。INMARSAT等系统都具备了导航定位功能，形成了多元化的空间资源环境。 这一多元化的空间资源环境，促使国际民间形成了一个共同的策略，即一方面对现有系统 充分利用，一方面积极筹建民间GNSS系统，待到2010年前后，GNSS纯民间系统建成，全球 将形成GPS/GLONASS/GNSS三足鼎立之势，才能从根本上摆脱对单一系统的依赖，形成国际共有、 国际共享的安全资源环境。世界才可进入将卫星导航作为单一导航手段的最高应用境界。 国际民间的这一策略，反过来有影响和迫使美国对其GPS使用政策作出更开放的调整。 总之，由于多元化空间资源环境的确立，给GPS的发展应用创造了一个前所未有的良好 的国际环境。
2.3 发展GPS产业 　　 　
　 今后GPS将像目前汽车、无线电通信等一样形成产业化。美国已将广域增强系统WAAS（ 即将广域差分系统中的发送修正数据链转为地球同步卫星发送，使地球同步卫星也具有 C/A码功能，形成广域GPS增强系统）计划发展成国际标准。我国目前也有一些单位生产 车载GPS系统。为发展我国的GPS产业，武汉已经成立中国GPS工程中心。
2.4 GPS 的应用将进入人们的日常生活 　　 　　
GPS 信号接收机在人们生活中的应用，是一个难以用数字预测的广阔天地，手表式的GPS 接收机，将成为旅游者的忠实导游。尽管目前大多数人还不知道什麽是GPS，但有人预言， GPS将改变我们的生活方式。今后，所有运载器，都将依赖于GPS。GPS就象移动电话、传真机、 计算机互联网对我们生活的影响一样，人们日常生活将离不开它。 3. 我国的GPS定位技术应用和发展情况 　　
新中国成立后，我国的航天科技事业在自力更生、艰苦创业的征途上，逐步建立和发展， 跻身于世界先进水平的行列，成为世界空间强国之一。从1970年4月把第一颗人造卫星 送入轨道以来，我国已成功地发射了三十多颗不同类型的人造卫星，为空间大地测量 工作的开展创造了有利条件。 　
　 70年代后期，有关单位在从事多年理论研究的同时，引进并试制成功了各种人造卫星观测仪器。 其中有人卫摄影仪、卫星激光测距仪和多普勒接收机。根据多年的观测实践，完成了全国天文大地网的 整体平差，建立了1980年国家大地坐标系，进行了南海群岛的联测。 　
　 80年代初，我国一些院校和科研单位已开始研究GPS技术。十多年来，我国的测绘工作者 在GPS定位基础理论研究和应用开发方面作了大量工作。 　
　 80年代中期，我国引进GPS接收机，并应用于各个领域。同时着手研究建立我国自己的 卫星导航系统。至今十多年来，据有关人士估计，目前我国的GPS接收机拥有量约在 4万台左右，其中测量类约500-700台，航空类约几百台，航海类约3万多台，车载类数千台。 而且以每年两万台的速度增加。足以说明GPS技术在我国各行业中应用的广泛性。 　
　 在大地测量方面，利用GPS技术开展国际联测，建立全球性大地控制网，提供高精度的地心坐标，测定和精华 大地水准面。组织各部门（10多个单位，30多台GPS双频接收机）参加革命992年全国GPS定位 大会战。经过数据处理，GPS网点地心坐标精度优于0。2M，点间位置精度优于10-8。在我国 建成了平均边长约定100KM的GPS A级网，提供了亚米级精度地心坐标基准。此后，在A级网的基础 上，我国又布设了边长为此30-100KM的B级网，全国约法三章2500个点。A、B级GPS网点 都联厕了几何水准。这样，就为我国各部门的测绘工作，建立各级测量控制网，提供了高精度 的平面和高程三维基准。我国已完成西沙、南沙群岛各岛屿与大陆的GPS联测，使海岛与全国 大地网联成一整体。 　
　 在工程测量方面，应用GPS静态相对定位技术，布设精密工程控制网，用于城市和矿区油田地面沉降监测、 大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程。加密测图控制点，应用GPS实时动态定位 技术（简称RTK）测绘各种比例尺地形图和用于施工放样。 在航空摄影测量方面，我国测绘工作者也应用GPS技术进行航测外业控制测量、航摄飞行导航、机载 GPS航测等航测成图的各个阶段。 　
　 在地球动力学方面，GPS技术用于全球板块运动监测和区域板块运动监测。我国已开始用兵GPS技术 监测南极洲板块运动、青藏高原地壳运动、四川鲜水河地壳断裂运动，建立了中国地壳形变观测网、 三峡库区形变观测网、首都圈GPS形变监测网等。
GPS技术已经用于海洋测量、水下地形测绘。 　　
我国的《全球定位系统（GPS）测量规范》己于1992年10月1日起实施。
此外，在军事部门、交通部门、邮电部门、地矿、煤矿、石油、建筑以及农业、气象、土地管理、 金融、公安等部门和行业，在航空航天、测时授时、物理探矿、姿态测定等领域，也都开展了GPS技术的 研究和应用。 　
　 在静态定位和动态定位应用技术及定位误差方面作了深入的研究，研制开发了GPS静态定位和高动态高精度 定位软件以及精密定轨软件。在理论研究与应用开发的同时，培养和造就了一大批技术人才和产业队伍。 近几年，我国已建成了北京、武汉、上海、西安、拉萨、乌鲁木齐等永久性的GPS跟踪站，进行对GPS 卫星的精密定轨，为高精度的GPS定位测量提供观测数据和精密星历服务，致力于我国自主的广域差 分GPS（WADGPS）方案的建立，参与全球导航卫星系统（GNSS）和GPS增强系统（WAAS） 的筹建。同时，我国已着手建立自己的卫星导航系统（双星定位系统），能够生产导航 型GPS接收机。GPS技术的应用正向更深层次发展。 　
　 为了适应GPS技术的应用与发展，1995年成立了中国GPS协会，协会下设四个专业委员会， 希望通过广泛的交流与合作，发展我国的GPS应用技术。


GPS在物流领域中的应用
2004-2-4
一、物流及其发展
　　物流就是物质实体从供给者向需求者的物理性移动。如果从“物体的流动”来理解，物流是一种古老又平常的现象。自从人类社会有了商品交换，就有了物流活动（如运输、仓储、装卸搬运等）。而将物流作为一门科学，从系统的角度来分析研究，却仅有几十年的历史。顺此说物流是一门新学科。从现代物流的发展轨迹看，物流是一门在不同时代承担着不同需求和任务的科学。20世纪60年代，作为现代物流学起源地的日本，社会化物产规模不断扩大，生龙活虎成本以每年2%的增长率上涨，而流通成本的增长率却达到5%。为降低商品在流通领域里的成本，日本开始了对物流方面的研究。实践证明，物流不仅可以大大节约流通成本，而且可以提供大量就业机会。据美国20世纪末的一项调查表明，美国每提供10个就业机会中，就有7个是由物流物业的发展创造的。据上海浦东地区对物流行业职工就业人数的调查预测表时，2000年服务牧业职工人数在物流行业职工总人数中占40%。因此，物流以其流动快、覆盖面广、增殖多、效率高、可持续发展能力强等特征，被称为与高科技、现代金融业共同成为21世纪新经济的支柱产业和新经济增长源。经过20年来的改革开放和经济的快速成发展，目前我国已具备了发展物流和配送技术的经济环境和市场条件。在激烈的市场竞争中，物流企业需要做好以下几主面工作：1、及时跟踪货物的运输过程；2、了解库存的准确信息；3、合理调使用车辆、库房、人员等各种资源；4、为货主提供优良的客户服务，提供实时的信息查询以及物品承运的各种指标数据。同时，物流企业还要注重配送功能要素：备货、储存、分检及配货、配货、配送运输、送达服务。
二、GPS在运输行业中的应用
1．GPS信息接收终端应用
就应用而言，我们主要使用的是GPS信息接收终端，而就GPS终端来说它只是具备采集经纬度、GPS时间与终端运行速度的功能设备而已，即信息采集的终端。在物流的程序中，信息流占据着主导地位，是很多物流企业的制胜关键。GPS在物流中的应用更确切地说明GPS在物流信息中的应用。就现在的GPS系统与终端所具备的功能来讲，主要有以下几点：
A、车辆分布
点击车辆分布，要从操作电子地图上察看自己用户名上所有车辆的分布情况，了解到所有车辆在各区域分布的具体位置、行驶状况。通过对该功能的使用，可以查到在某个地域内哪些车辆可供使用，也可以了解公司所有在途运输车货的分布情况以及可供使用的车辆依据。
B、历史轨迹
通过对历史轨迹的查询，可以看出车辆在行驶过程中的状态、路线，从而规定行驶线路、中途随意停车。根据该车的行驶轨迹，公司与客户都可对货物在途的运输过程有相应的了解，并可将此作为考评依据。
C、当前位置
通过好时位置的查询可以看出车辆当前准确的位置所在、运行的方向和运行速度。一般这个功能只有在意外或特殊情况发生时才会用到，如：有报警信息发生需进行救援、急于查看车辆的具体位置进行实时调度等。
D、连续监控：
可根据实际情况设置对车辆进行监控的时间段和位置点上发生的条件。如：在车辆出发前先预计设置行驶的时间对车辆进行监控的上发条件及时间。这样可达到对车辆进行全程的监控目的，以使有据可查。
E、区域看车
可根据车辆预计行驶的范围或路线在电子地图上定一个或多个报警区域，当车辆驶出和驶入该区域时终端就会向系统发出报警信息，报警信息会以手机中文短信的方式发送到指定的手机上，告诉手机的持有都是何时、何地、何车因何原因发生了报警。这项功能可用于车辆按C、接货方
接货方只需要通过发货方所提供的相关资料和权限，就可在互联网实时查看到货物信息，掌握货物在途的情况和大概的运输时间，以此来提前安排货物的接收、停放以及销售等环节，使货物的销售链可提前完成。指定路线行驶中。设置车辆行驶路线和定点上报功能，即可用于公司也可开放给客户。
通过对GPS这些功能的应用，在物流中可及时进行调度和配载，降低车辆空驶率，可对承运货物的车辆进行全程跟踪以保证其安全性，也可实时掌握车货的所在位置提前完成对应工作的安装，加强对司机的管理，彻底解决私拉乱运问题。
2、GPS在物流中的三方应用
GPS在物流中普及应用后，通过互联网实现信息共享，实现三方应用，车辆使用方、运输公司、接货方对物流中的车货位置及运行情况等都能了如指掌，透明准确，利用三方协调好商务关系，从而获得最佳的物流流程方案，取得最大的经济效益。
A、车辆使用方（货运代、生产厂家等用车单位）
运输公司将自己的车辆信息指定开放给合作客户，让客户自己能实时查看车与货的相关信息，能较为直观地在网上看到车辆分布和运行情况，找到适合自己使用的车辆，从而省去不必要的交涉环节，加快车辆的使用频率，缩短运输配货的时间，减省相应的工作量。在货物发出之后，发货方可随时通过互联网或是手机来查询车辆在运输中的运行情况和所到达的位置，实时掌握货物在途的信息，确保货物运输时效。
B、运输公司
运输公司通过互联网实现对车辆的动态监控式管理和货物的及时合理配载，以便加强对车辆的管理，减少资源浪费，减少费用开销。同时将有关车辆的信息开放给客户后，既方便了客户的使用，又减少了不断要的环节，提高了公司的知名度与可信度，拓展了公司业务面，提高了公司的经济效益与社会效益。
C、接货方
接货方只需要通过发货方所提供的相关资料也权限，就可在互联网实时查看到货物信息，掌握货物在途的情况和大概的运输时间，以此来提前安排货物的接收、停放以及销售等环节，使货物的销售链可提前完成
手持GPS在军队领域的应用
2004-2-4
目前的民用GPS设备包括测量型和导航型。其中测量型产品精度可达到米级甚至毫米级，但至少需要两台套才达到设计精度要求，而且其内部结构复杂，单机成本一般在几万到几十万，适合专业高精度测量环境使用；导航型产品，由于使用者对精度要求不高，一般为几十米，机器内部硬件相对简单，只须一台就可以完成导航工作 ，加之其价格相对低，有普及推广价值。
　　一般手持型GPS接收机多为导航使用，这一类型的手持机所具有的特点如下：
· 1、体积小，重量轻，携带方便，耗电量小 　　 　
导航型手持机外型及重量如同普通移动电话，使用普通干电池操作，一般一组新电池可连续工作6-12小时。
· 2、导航画面清晰，功能键齐全 　　 　　
每一台手持机都有液晶显示画面，而且都配有背景灯，方便夜间操作。对于一些常用的功能键如存储、领航等都设计有单独的操作键，方便紧急情况下的操作
· 3、导航无须地面设备辅助，型式多样 　
　 所有手持机只要能接收到卫星信号，就能快速定位，不受天气、行政界域的限制。而且可以计算出当地的国际标准时间。如果是处在运动 状态下，还能为您指出正北方向。为了方便各类用户使用，可以将曾经历过的路点、路线记录在机器内部，在返回时为使用者起到提示、告警的作用。有些机器还加入了计算两点间距离，坐标系间相互转换，计算日升、日落时间等功能。所以目前的手持机功能性越来越强，已不是简简单单的定位工具，而是微型智能化电子向导。
　　手持型GPS在军队领域的应用历史可以追溯到当年的 海湾战争，当时的美国士兵中已有相当一部分配带有手持型GPS，因为当时多国部队是 跨国界、跨地区作战，地理环境相当陌生，仅依靠地图是实在有限的，据说正是因为有了手持型GPS的帮助，才使许多美国士兵得以生。事实证明它最适合单兵及快速反应部队行动，因为它满足快速、灵活、多变的战时环境，功效是传统导航工具无法达到的。目前已成为许多国外士兵的标准装备之一。
GPS在电路巡检系统中的应用
2004-2-4
一、系统设计规划　　　　　　　　二、系统的特点
三、系统设计原则　　　　　　　　四、PDA软件功能
五、实时无线数据通讯

一、系统设计规划
电力GPS线路巡检系统是利用GPS卫星定位技术和GIS地理信息系统技术，对广域或区域电力线路和设备进行巡逻和检查，以保证线路和设备的正常可靠运行。
　　在移动端，巡线员采用的是手持型GPS设备，通过记录航点和航迹的方式来保存巡线员的巡逻轨迹。GPS手持机自动记录巡检任务的时间和空间位置，以作为检验巡验工作有效性的依据。
　　在结束室外的巡查工作后，巡线员使用数据线连接GPS手持机与计算机，通过通讯软件将巡线数据传输并保存到中心数据库中。操作人员在局域网内的任何终端，通过不同的访问权限，可以查询巡检人员的工作时间、轨迹和相应的设备运行数据，通过统计查模块可以检验巡检人员的巡检到位率、设备的保障率、设备运行指标的变化趋势、设备异常情况的发生时间和处理结果等，统计结果可以通过各种业务报表的方式打印出来。
　　系统运行在Windows平台下,标准的Win32s应用软件，可以在满足客户业务功能需求的前提下，保证系统高效运行，并在最大程度上实现数据共享。

二、系统的特点
　　＊线路资料信息全，系统操作简单、使用方便。
　　＊系统定位精度高，可真正有效地解决人工巡线的到位问题。
　　＊采用开放式系统设计，可与其他系统共享信息资源。
　　＊通过用户及操作权限的管理，确保系统的数据安全。
　　＊实时采集巡线到位信息，检查巡线到位情况。
　　＊对线路和杆塔进行规范化的集中管理。
　　＊使用方便，不需要额外的安装和维护费用，不要担心防盗。
　　＊内置了电子地图，直观反映线路的状况，修改、维护非常方便。
　　＊良好的扩展升级功能，保持良好的系统兼容性和扩容性
　　＊实现电子化、信息化、智能化线路巡检，加强数字化的管理

三、系统设计原则
先进性：系统基于先进的硬件构架和软件平台，创造性地集成了当今计算机、网络通信和嵌入式技术的最新进展，最大限度地保证了系统的整体先进性。
可靠性：系统硬件均选用成熟、稳定的产品，经历过严格的测试，能满足恶劣工作环境下长时间可靠运行的要求；在系统软件设计中充分考虑信息安全、用户接口管理等相关技术，进一步保证系统具有超强容错性和长期稳定性。
开放性：系统基于开放式的系统结构和标准化的设计模式，系统的网络协议、数据库操作、产品的集成和开发工具都遵循业界主流标准，确保与现有MIS和其它电力自动化系统的平滑过渡和无缝连接，充分体现系统全面的开放性。
扩展性：系统硬件组合方式多样，功能配置灵活，具有强大的"组态"功能；模块化和层次化的软件设计模式使得系统可方便地进行升级和外部扩展，不断满足用户的个性化需求。
易用性：系统基于人性化的图形操作界面，简洁、友好、直观，用户易学易用。

四、PDA软件功能
接收巡检任务
巡检任务是变电运行人员在开展巡检工作之前，通过数据线从GIS工作站平台上下载得到的巡检设备数据，巡检任务一般由值班负责人制定。巡检人员到达现场后，要完成巡检任务中指定的所有设备的巡检工作。同时，本次巡检现异常的设备，将作为下次巡检的初始任务，供巡检人员重点检查。
接收GPS数据
PDA软件通过串口实时接收GPS NMEA数据，并在地图显示窗口正中用三角形表示当前巡检人员的位置和行进方向，电子地图会随着GPS位置的变化实时刷新PDA上的显示范围，并显示该范围内的电力设备，以供巡检人员选择。PDA会把接收到的GPS数据保存到轨迹文件中。
填写设备运行情况
巡检人员选择了某设备后，PDA软件可以逐项显示设备要巡检的所有项目，缺省的状态是"正常"，如果有运行异常，巡检人员可以用操作笔为该项目打勾，并且所有的项目状态都可以复选。对于数值型的项目，如温度和刻度等，可以直接录入数字。如果是上次巡检异常的项目状态，PDA会初始显示该设备的上次异常值，以供本次巡检重点查看。电子地图可以显示变电所内电力设备、缆沟、线路等矢量电子地图，可以任意缩放和漫游；可以从图上点击设备来查看设备巡检信息，并可设定开关控制是否显示GPS轨迹。
处理室内设备巡检
对于位置在室内的电力设备，采取定位到房屋门口的方式，在PDA上列出该室内的所有设备，在室内无GPS信号的情况下，仍可以选择设备进行设备巡视和数据填写。
时间校准
在PDA上显示GPS时间，用于巡检人员对设备进行校时
回传和保存巡检数据
结束巡检后，巡检人员将巡检结果和行走轨迹传输到工作站中。本次巡检过程中有问题的设备将作为下次任务的重点显示内容。在回传的时候要检测此次任务执行的情况，并提示漏检的设备。

五、实时无线数据通讯(可选)
可以采用PDA和手机直接连接的方式，或采用集成PDA、GPRS和GPS的工作平台。
利用无线传输巡检信息的工作方式有二种：
　　一种是在开始工作前，通过无线信道下载线路和设备的所有的信息到PDA上，然后进入工作现场，在工作中，保存GPS位置和线路设备信息在PDA上，在工作结束时，将数据一齐发送到控制中心服务器上；
　　另一种方式是实时下载数据方式：当巡检人员进入到线路或设备的指定范围内，PDA自动下载该线路和设备的基本信息到PDA，巡检后，数据又实时发送到控制中心。
　　第一种方式适用于野外GPRS信号不好的工作场所，第二种方式的优点是可以实现实时数据采集。

GPS在公安、交通系统中的应用
2004-2-4
1. 概述 　　
随着我国城市建设规模的扩大，车辆日益增多，交通运输的经营管理和合理调度，警用车辆 的指挥和安全管理已成为公安、交通系统中的一个重要问题。 过去，用于交通管理系统 的设备主要是无线电通信设备，由调度中心向车辆驾驶员发出调度命令，驾驶员只能根据自己的 判断说出车辆所在的大概位置，而在生疏地带或在夜间则无法确认自己的方位甚至迷路。 因此，从调度管理和安全管理方面，其应用受到限制。GPS定位技术的出现给车辆、轮船等交通工具的导航定位提供了具体的实时的定位能力。通过车载GPS接收机使驾驶员能够随时知道自己的具体位置。通过车载电台将GPS定位信息发送给调度指挥中心，调度 指挥中心便可及 时掌握各车辆的具体位置，并在大屏幕电子地图上显示出来。目前，用于公安、交通系统的主要有：车辆GPS定位与无线通信系统相结合的指挥管理系统；应用GPS差分技术的指挥管理系统。下面介绍这两种管理系统的工作原理与设备构成。
2. 车辆GPS定位管理系统 　
车辆GPS定位管理系统主要是由车载GPS自主定位，结合无线通信系统对车辆进行调度管理和跟踪。已经研制成功的如车辆全球定位报警系统，警用GPS指挥系统等。分别用于城市 公共汽车调度管理，风景旅游区车船报警与调度，海关、公安、海防等部门对车船的调度与监控。 监控中心部分的主要功能有：
· 数据跟踪功能。将移动车辆的实时位置以贞列表的方式显示出来。如车号、经度、速度、 航向、时间、日期等
· 图上跟踪功能。将移动车辆的定位信息在相应的电子地（海）图背景上复合显示出来。 电子地（海）图可任意放大、缩小、还原、切换。有正常接收与随意点名接收两种接收方式。 还可提供是否要车辆运行轨迹的选择功能。
· 模拟显示功能。可将已知的目标位置信息输入计算机并显示出来。 决策指挥功能。决策指挥命令以通信方式与移动车辆进行通信。通信方式可用文本、代码或语音等，实现调度指挥。
· 车载部分的主要功能有：
· 定位信息的发送功能。GPS接收机实时定位并将定位信息通过电台发向监控中心。
· 数据显示功能。将自身车辆的实时位置在显示单元上显示出来。如经度、纬度、速度、航向。 　
· 调度命令的接收功能。接收监控中心发来得调度指挥命令,在显示单元上显示或发出语音。
· 报警功能。一旦出现紧急情况，司机启动报警装置，监控中心立即显示出车辆情况、 出事地点、车辆人员等信息。
　　车辆GPS定位属于单点动态导航定位。其定位精度约为100M量级。为了提高定位精度，可采用差分 GPS技术
3. 应用差分GPS技术的车辆管理系统 　
　 若采用一般差分GPS技术，每辆车上都应接收差分改正数，这样会造成系统过于复杂，所以 实际应用中多采用集中差分技术。 工作原理：每一辆车都装有GPS接收机和通信电台，监控中心设在基准站位置，坐标精确已知。 基准点上安置GPS接收机，同时安装通信电台、计算机、电子地图、大屏幕显示器等设备。 工作时，各车辆上的GPS接收机将其位置、时间和车辆编号等信息一同发送到监控中心。 监控中心将车辆位置与基准站GPS定位结果进行差分求出差分改正数，对车辆位置进行改正， 计算出精确坐标，经过坐标转换后，显示在大屏幕上。
这种集中差分技术可以简化车辆上的设备。车载部分只接收GPS信号，不必考虑差分信号的 接收。而监控中心集中进行差分处理，显示、记录和存储。数据通信可采用原有的车辆通信设备， 只要增加通信转换接口即可。 由于差分GPS设备能够实时地提供精确的位置、速度、航向等信息，车载GPS差分设备还可以对车辆上的各种传感器（如计程仪、车速仪、磁罗盘等）进行校准工作。
4. 应用前景
汽车是现代文明社会中与每个人关系最密切的一种交通工具，据统计，仅几个发达国家的汽车 保有量已有数千万辆。因此车辆导航将成为未来20年中全球卫星定位系统应用的最大的潜在 市场之一。预计到2000年，全世界用于车辆导航的总投资额的1/3。
在我国，特种车辆约有几十万辆。有关部门要求首先对运超车、急救车、救火车、巡警车、迎宾车等特种专用车辆实现全程监控、引导和指挥。目前使用车载GPS接收机进行自主定位 的车辆很少，大量的开发应用热点在监控调度系统上。 车载GPS导航设备在应用上的发展方向，应当着重多卫星系统、远距离监控以及多功能显示等几个方面。
使用多卫星系统，如GNSS系统（该系统在2000年后将成为综合导航定位系统），进行导航定位时 由于卫星多，可以保证车辆实时定位的精度与可靠性。 对于用于调度指挥的监控系统来说，监控中心与其管辖的车辆之间由于通信电台的功率有限， 其作用距离仅几十公里。增大监控作用距离，应当解决远距离通信问题。例如增加通信中继站， 延长作用距离，利用广播或卫星通信方式使监控范围覆盖更大的地域。监控系统的功能应当是多方面的。例如语音传输、视觉图象传输以及各种命令和车辆周围环境的情况录入存储等。
　　可以说，GPS导航定位在公交、交通系统中的应用前景是非常广阔的。在开发车辆导航应用的同时， 也将带动与其相关的通信技术、信息技术、控制技术、多媒体技术和计算机应用技术的发展。
GPS技术在矿区井筒变形监测中的应用
2004-2-4
作为煤矿生产主要通道的井筒，其正常地运行是保证矿井安全生产的重要环节之一。由于矿区生的快速发展，特别是目前普遍采用的放顶煤开采技术，使矿区地表变形加剧，速度加快；加之矿区水文地质条件极其复杂，地下水的抽放导致地下水位大幅下降，引起矿区井筒发生断裂变形，影响了矿山企业的正常运营。为掌握井筒变形量的大小、分析变形规律以及变形对煤矿安全生产的影响程度，采用GPS技术监测井筒的变形在矿区有已有了广范的应用。变形监测的目的，不仅在于了解被监测对象的现状，而更重要的在于预测其未来的变化趋势，为科学决策服务，以便采取相应措施，做到防患于未然。
项目的设计主要有以下几个方面：
监测网的设计
监测点应布设在能灵敏地反映井筒变形的位置上，其数量和点间距根据实际情况确定。一般至少应布设三点，其中一点基本位于绞车轴方向上；另两点与绞车轴方向垂直，但应考虑监测点的环境。三点的点间距离在１５米左右。在离井筒较远的稳定处选择监测网的基准点，基准点的数量不少于３个，以便对基准点的稳定性进行检验。基准点间基线长度不超过２公里，以减少由于仪器固有误差对基线测量的误差。基准点和监测点的基线长度限制在１公里以内，以削弱观测误差对变形信息的影响。至少一个基准点具有精确的WGS-84坐标，以提高基线向量的解算精度。为减小仪器的安置误差，基准点和监测点应具有强制对中装置，对天线高的丈量应采取特殊措施，最好采用固定天线高。为保证观测精度，要求平差后监测点的平面位置中误差不大于３毫米，高程中误差不大于５毫米。
观测方案
在进行首期观测时，为建立可靠的变形分析基准，要求观测时段较长，不小于３小时；以后各期观测可采用１．５小时的时段长度．数据采样率为１５秒，截止高度角设置为15度。在进行观测时，应保证每一个监测点至少从两个基准点上进行了同步观测，据此设计观测方案，并使监测网具有足够的多余观测及较好的图形结构，以便在进行数据处理时，能对观测粗差进行准确的定位。观测方案制定后，各期观测工作均按设计方案组织执行，不应随意变动。


GPS在精准农业上的应用
2004-2-4
精准农业是基于3S技术、信息技术、农业技术于一体的现代化农业管理模式，它是高效利用农业资源、减少环境污染、保持农业可持续发展的系统工程，是高新技术与农业相结合的产物。
精准农业的基本工作流程由三个部分组成：农田信息采集、智能决策、田间管理。
GPS在精准农业中的作用有三点：
用于田间地块土壤信息采样点位置坐标的获取。
用于农业机械在田间作业时的导航定位。
用于田间工作管理。
精准农业对GPS也提出了相应的技术要求，主要有以下几个方面：
根据田间作业目标不同，要求GPS定位精度不同，田间采样精度最高可选１－３米。
要求GPS定位坐标与田间作业区地理信息系统的坐标系统一致。
从信息系统数据库存中提取田间管理实施文件。
要求在屏幕上按设计航线实时进行导航。
在精准农业中，GPS系统由基准站和流动站组成，设备主要有：GPS天线、GPS OEM板、GPS电源、GPS信号通信MODEM和无线通信电台。

GPS在地形、地籍及房地产测量中的应用
2004-2-4
1. 概述
地形测图是为城市、矿区以及为各种工程提供不同比例尺的地形图，以满足城镇规划和各种经济建设的需要 。地籍及房地产测量是精确测定土地权属界址点的位置，同时测绘供土地和房产管理部门 使用的大比例尺的地籍平面图和房产图，并量算土地和房屋面积。
用常规的测图方法（如用经纬仪、测距仪等）通常是先布设控制网点，这种控制网 一般是在国家高等级控制网点的基础上加密次级控制网点。最后依据加密的控制点和 图根控制点，测定地物点和地形点在图上的位置并按照一定的规律和符号绘制成平面图。
GPS新技术的出现，可以高精度并快速地测定各级控制点的坐标。特别是应用RTK新技术， 甚至可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度并快速地测定界址点、 地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次测绘成电子地图，然后通过计算机和绘图仪、 打印机输出各种比例尺的图件。
应用RTK技术进行定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（如伪距或相位观测值）及已知数据 （如基准站点坐标）实时传输给流动站GPS接收机，流动站快速求解整周模糊度，在观测到 四颗卫星后，可以实时地求解出厘米级的流动站动态位置。这比GPS静态、快速静态定位 需要事后进行处理来说，其定位效率会大大提高。故RTK技术一出现，其在测量中的 应用立刻受到人们的重视和青睐。
2. RTK技术用于各种控制测
常规控制测量如三角测量、导线测量，要求点间通视，费工费时，而且精度不均匀， 外业中不知道测量成果的精度。GPS静态、快速静态相对定位测量无需点间通视能够高精度 地进行各种控制测量，但是需要时候进行数据处理，不能实时定位并知道定位精度，内业 处理后发现精度不合要求必须返工测量。而用RTK技术进行控制测量既能实时知道定位结果， 又能实时知道定位精度。这样可以大大提高作业效率。应用RTK技术进行实时定位 可以达到厘米级的精度，因此，除了高精度的控制测量仍采用GPS静态相对定位技术之外， RTK技术即可用于地形测图中的控制测量，地籍和房地产测量中的控制测量和界址点点位 的测量。
地形测图一般是首先根据控制点加密图根控制点，然后在图根控制点上用经纬仪测图法 或平板仪测图法测绘地形图。近几年发展到用全球仪和电子手簿采用地物编码的方法，利用 测图软件测绘地形图。但都要求测站点与被测的周围地物地貌等碎部点之间通视，而且至少 要求2-3人操作。
采用RTK技术进行测图时，仅需一人背着仪器在要测的碎部点上呆上一、二秒钟并同时 输入特征编码，通过电子手簿或便携微机记录，在点位精度合乎要求的情况下，把一个区域 内的地形地物点位测定后回到室内或在野外，由专业测图软件可以输出所要求的地形图。 用RTK技术测定点位不要求点间通视，仅需一人操作，便可完成测图工作，大大提高了测图的工作效率。
3. RTK技术在地籍和房地产测量中的应用
地籍和房地产测量中应用RTK技术测定每一宗土地的权属界址点以及测绘地籍与房地产图， 同上述测绘地形图一样，能实时测定有关界址点及一些地物点的位置并能达到要求的厘米级精度。 将GPS获得的数据处理后直接录入GPS系统，可及时地精确地获得地籍和房地产图。但在影响 GPS卫星信号接收的遮蔽地带，应使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具，采用解析法或 图解法进行细部测量。
在建设用地勘测定界测量中，RTK技术可实时地测定界桩位置，确定土地使用界限范围、 计算用地面积。利用RTK技术进行勘测定界放样是坐标的直接放样，建设用地勘测定界中 的面积量算，实际上由GPS软件中的面积计算功能直接计算并进性检核。避免了常规的 解析法放样的复杂性，简化了建设用地勘测定界的工作程序。
在土地利用动态检测中，也可利用RTK技术。传统的动态野外检测采用简易补测或平板仪 补测法。如利用钢尺用距离交会、直角坐标法等进行实测丈量，对于变通范围较大的地区 采用平板仪补测。这种方法速度慢、效率低。而应用RTK新技术进行动态监测则可提高检测 的速度和精度，省时省工，真正实现实时动态监测，保证了土地利用状况调查的现实性。

GPS在航空领域的应用
2004-2-4
尽管从纯技术革新和进步的意义上讲，第一代TRANSIT卫星导航系统开创了导航技术的新纪元。但TRANSIT并未在航空导航领域得到应用，卫星导航技术 真正用于航空导航可以说是始于GPS系统。70年代初期，当GPS计划 正在酝酿和方案论证阶段，有人就提出用有限的GPS卫星和高度表组合实现飞机导航、进场和起飞，并进行了大量的仿真研究。80年代初，即1983年，在当时仅有5颗 GPS卫星的情况下，ROCKWELL的商用机SABRELINER（军刀）就载着《航空周刊 和空间技术》的公正观测员和几名客人，从美国的衣阿华州首航大西洋到达法国的巴黎， 其导航系统使用一台单通道双频军用GPS接收机和一台单通道单频民用GPS接收机进行全程 GPS导航，中途有四次着陆主要是为了等待GPS卫星信号。这次GPS导航是成功的，但 FAA的官员对于利用GPS进行航空导航仍持保留态度和疑虑，这些疑虑主要表现在以下几方面：
选择可用性问题；
5颗卫星覆盖的连续性和可用性问题；
完善性问题；
费用（包括用户系统价格和GPS收费）；
　　选择可用性影响GPS导航系统的精度、完善性、可用性和服务连续性，影响GPS用于航空导航可靠性和航行安全，而用户GPS导航系统和设备的价格以及GPS的收费标准直接关系到 用户的承受能力。
　　80年代后期年代初，GPS用户设备价格逐年下降，体积也越来越小；各种增强技术，差分技术 和组合技术日趋成熟，GLONASS也完全安装并投入使用，这些都为GPS在航空导航中的应用 带来了广阔的前景。
　　可以预见：GPS将使全球无间隙导航和监视成为可能，这将是航空导航史上的一次划时代的革命。
　　今天，GPS在航空导航中的应用可谓无孔不入，如果按航路类型或飞机阶段划分，则涉及到：
洋区空域航路
内陆空域航路
终端区导引
进场/着陆
机场场面监视和管理
特殊区域导航，如农业、林业等。
　　在不同的航路段及不同的应用场合，对导航系统的精度、完善性、可用性、服务连续性 的要求不尽相同，但都要保证飞机飞行安全和有效利用空域。
　　按照机载导航系统的功能划分，GPS在航空导航中的应用以下几个方面：
特种飞机的应用
　　航空母舰上飞机着舰/起飞导引系统，直升机临时起降导引、军用飞机的编队、突防、空中加油、空中搜索与救援等。
航测
　　除了一般飞机要求的导航、起降功能外，用于航测的飞机还需要提供记载测量或摄影设备的位置及时信息交联、数据记录及事后处理。
其他应用
　　如飞行训练、校验ILS系统等。尽管在目前的DGPS进场/着陆演示飞行中，大都用 ITS作为基准系统来评估DGPS着陆系统的能力，但事实上，DGPS的精度要优于ILS系统。在 ILS没有关闭之前，用DGPS校验，是一种价格低、精度完全满足校验ILS的基准系统。目前，用光测和雷达价格高、设备庞大、复杂。当然，以上并未包括GPS在航空中应用的所有方面，并且新的应用途径仍在试验与开发之中。

GPS航海导航应用
2004-2-4
　　卫星技术用于海上导航可以追溯到60年代的第一代卫星导航系统TRANSIT，但这种卫星导航系统最初设计主要服务于极区，不能连续导航，其定位的时间间隔随纬度而变化。在南北纬度70度以上，平均定位间隔时间不超过30分钟，但在赤道附近则需要90分钟，80年代发射的第二代和第三代TRANSIT卫星NAVARS和OSCARS弥补了这种不足，仍需10至15分钟。此外采用的多仆勒测速技术也难以提高定位精度（需要准确知道船舶的速度），主要用于2维导航。
　　GPS系统的出现克服了TRANSIT系统的局限性，不仅精度高、可连续导航、有很强的抗干扰能力；而且能提供七维的时空位置速度信息。在最初的实验性导航设备测试中，GPS就展示了其能代替 TRANSIT和路基无线电导航系统，在航海导航中发挥划时代的作用。今天很难想象哪一条船舶 不装备GPS导航系统和设备，航海应用已名副其实成为GPS导航应用的最大用户，这是其他任何领域的用户都难以比拟的。
　　GPS航海导航用户繁多，其分类标准也各不相同，若按照航路类型划分、GPS航海导航可以分为五大类：
　　远洋导航；
　　海岸导航；
　　港口导航；
　　内河导航；
　　湖泊导航。
　　不同阶段或区域，对航行安全要求也因环境不同而各异，但都是为了保证最小航行交通冲突，最有效地利用日益拥挤的航路，保证航行安全，提高交通运输效益，节约能源。
　　按照导航系统的功能划分大致有以下几类：
1.1 自主导航
　　自主导航系统适于上述五种航路的任何一种，它基本上是一种单纯的导航系统，其主要特征 是仅向用户提供位置、航速、航向和时间信息，也可包括海图航迹显示，不需通信系统。 适应于任何海面、湖面和内河上航行的船舶，从大型远洋货轮到私人游艇。
1.2 港口管理和进港引导
　　这种系统主要用在港口/码头的船舶调度管理、进港船舶引导，以确保港口/码头航行的 安全和秩序。该系统需要双向数据/话音通信，以便于领航员引导船舶；港区情境/海图显示，以表明停泊的船舶和可利用的进港航线，避免冲撞。这种系统对导航系统的精度要求高，要采用差分GPS和其他增强技术。
1.3 航路交通管理系统
　　这类系统与2类似，但主要用于近海和内陆河航路上的船舶导航和管理，通常需要卫星通讯系统支持，如INMARSAT等。
1.4 跟踪监视系统
　　这类系统主要用于海上巡逻艇、缉私艇及各种游艇，特别是私人游艇以防盗。根据具体的使用对象，有些系统需要给出导航参量和双向数据/话音通讯，如缉私艇。而有时则不需要给出 导航参量，如用于私人游艇防盗，仅需要单向数据通讯，一旦发生被盗，游艇上的导航系统不断把自己的位置和航向送到有关中心，以便于跟踪。
1.4 紧急救援系统
　　系统也包括两栖飞机，直升机和陆地车辆。它适应于所有五类航路，用于搜寻和救援各种 海面、湖面、内河上的遇险、遇难船舶和人员。这类系统需要双向数据/话音通信，要求响应时间快、定位精度高。
1.5 GPS/声纳组合用于水下机器人导航
　　该类组合系统可用于水下管道铺设和维修（需要视觉系统），水文测量以及其它海下作业，如用于港口/码头水下勘测，以便于进场航道阻塞物清除，保证航道畅通，也可用于远洋捕捞，渔船作业引导等。
1.6 其它应用
　　所采用的导航技术主要有：
GPS（GNSS）；
声纳技术；
INS；
航海图
无线电导航技术；
图象匹配技术；
其它技术。
所采用通信技术主要有：
FM和TV副载波单向数据/话音通信；
信标台网双向数据通信；
集群通信；
蜂窝通信；
陆基移动数字通信；
卫星移动通信；
流量余迹通信等。
前5种通信技术主要用于近海、内河和湖泊区域。

GPS/GIS森林防火领域的应用（一）
2004-2-4
进入秋冬时节，也就是森林火灾的高峰期,各地区都加大了财力和物力的投入，如果能将GPS定位仪与GIS（地理信息系统）结合起来，对您的工作将有很大的帮助。用该仪器准确的知道该地区的位置，火势燃烧的方位、速度等参数。然后利用相关的数据链将其准确信息发回指挥监控中心，指挥中心根据火灾的具体情况可以告知其他扑火专业队，以便对火情进行控制以便及时扑灭。
GPS全球卫星定位技术是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统。它利用位于距地球2万多公里高的、由24颗人造卫星组成的卫星网，向地球不断发射定位信号。地球上的任何一个GPS接收机，只要接收到任何一个四颗以上的卫星发出的信号，经过计算后，就可报出GPS接收机的位置（经度、纬度、高度）、时间和运动状态。目前，没有任何一个传统的导航定位技术能够达到GPS这样的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。
GIS是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术，它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物而被广泛用于各个领域。在GPS多功能车辆报警定位、跟踪服务系统中，主要用于对地图的显示和管理以及对受监控的移动目标位置的显示。
一、根据通讯方式的不同，本方案的具体实施有两种情况：
1、 GSM实时监控
GSM全球通讯移动系统是目前国内覆盖范围最广、系统可靠性最高、话机保有量最大的数字移动通讯系统。GSM以统一的方式向各地用户提供最具有所有电信业务的国内和国际漫游。用户身份鉴别可保护网络避免无权用户使用。GSM系统除提供话音业务外，还提供数据业务、短消息业务等多项功能。GPS多功能监控服务系统则是采用了SMS短消息功能实现固定站与移动站之间的数据传输。保证用户可以随时知道森林防火队员的所处位置。通过这种方式就能够为救援提供极其重要的数据。
目前通过GSM通讯方式已经在全国绝大部分地区开通，但偏远地区可能还会有信号无法覆盖的情况，故实施此中方案一定要本地区的通信信号已经完全覆盖才可以实行。
通过GSM来实现森林防火报警装置具有很多优点：
1） 节省投资：可以利用中国移动现有的网络基站去实现信息传输，而不必花费高昂的投入去自己建立通讯网络。
2） 传输距离远：目前中国移动通信已经实现了全国漫游及覆盖，因此在远的距离都可以通过该网络实现传输。
2、集群方式监控
集群方式可以利用林业已有频率波段建立，利用此方式虽然可以解决一定程度上的网络信号覆盖问题，但是其传输距离受到限制，而且还需要有基站来进行中继。以目前的传输情况看可以保证传输距离在40-50公里左右，但这要决定于当地中继站的数量。
二、关于监控软件
林火信息管理
林火发生是一个极其复杂的自然现象，它涉及的因素许多，有其自然属性，又有其社会属性。自然属性中有可燃物的类型及其分布状况、地形地貌分布状况、气象因子等等。作为森林防火工作者往往要面对错综复杂、各种各样的信息，并在此基础开展我们的林火预防、扑救、善后处理等工作。要全面掌握如此之多的信息非人力所为。特别林火发生又带其突发性，要在很短的时间判断林火的发展趋势，并及时采取决策，同时还要随时掌握现场的状况，就需要指挥者具有丰富的经验掌握丰富的知识。作为指挥者要做到这一步就必须采用先进的科学技术来提高他的判断能力和现场指挥能力。目前用GIS这一工具就可以达到将所有的有关信息有机管理起来并随时调整直观现象的表现出来，做到预防工做决策得力，扑救有效。
（1）数据库建立：可以通过不同的方法将森林防火有关的数据采集到计算机之中，建立相应的数据库。这些数据库有地图数据库、属性数据库和方法库（对空间和属性数据内在关系，以数学模型，才分生长数学模型，材积毛模型、火型为模型，有了这些模型就可以把握住客观事物的内在规律，掌握自然现象的本质）。
（2）数据库的动态管理：对地图数据的编辑更新。可利用资源状况、社会经济状况、生产经营状况的各种数据进行及时的更新。如造林、抚育、采伐、道路建设等各种经营活动对资源的变化都可以随时利用GIS管理起来，随时都有反映现状的信息，做到决策方案的真实可靠。
（3）数据检索和输出：利用GIS可以随时制作输出各种专题图和有关表格。

林火扑救指挥和实时监测
（1）与GPS的结合：
GPS图的制作通过GPS可以将地理位置转化成GIS的数据格式并输入到GIS中，通过GIS来产生地图，如过火区边缘、交通道路、防火隔离带都可以用GPS将其采集到GIS中。GPS可以在野外采集到的地理位置转化成点、线或多边形数据。GPS与扑火队伍和运载配备GPS和相应的通讯设施后，就可以将队伍行进的位置和路线及时传输到指挥部的GIS系统之中，GIS就可以准确地定位到地图之中。从而就可 以对行动的方向，位置，到达的目标地及时的纠正和调整。
（2）GIS了望台的结合进行林火定位：
根据了望台的观测情况和数据传输到GIS系统后就可以采用交会方法将林火的位置定位在地图上。
（3）现场报告与林火的定位：
GIS具有丰富的查询功能，对于现场报告的模糊信息可以利用GIS模糊查询的功能，对森林火灾的发生位置进行定位，也可以直接报告经纬度的数据或大地坐标数据在GIS中的地图上将林火定位，并将其他相关的数据显示给指挥者。

林火的预测预报
接收气象数据选用火险等级分析模型综合资源气象和地形地貌数据进行综合分析得出火险等级，数据图形显示或输出火险等级分布图发出警告信息。火险等级区划有宏观和微观的不同层次，宏观预报是根据不同区域各气象台站观测的数据和区域植被的生长特点来预测火险等级指数，如省火险等级分布，全国火险等级分布，微观火险等级预报具体可落实到山头地块。预测的结果具体详细，但需要的数据量大。

林火设施的布局分析
（1）了望台布局分析：
利用地形图和了望台站网的分布特点，可计算出盲区（了望台不可见的山头地块）、定位区（可以利用不同了望台定位的地块）和不可定位区（只有一个了望台可见）在需要建立或增设了望台站的地区可以利用GIS设计观察覆盖面大，盲区小的了望 台分布方案。
（2）交通道路布设：
根据目前的林道分布的现状和林火火险等级的分布图以其森林经营的要求利用GIS可 以设计出既有利于社会经济要求，又利于林火快速扑救的林区交通道路的设计方案。
（3）防火隔离带的布设：
利用GIS所表现的综合治理信息可以直观在地图上设计出经费节省效果佳的防火隔离带。

其它应用
（1） 火灾折算；对过火面积、蓄积损失、经济损失，以及在扑火过程中的各种经济投入能快速并准确地统计计算。
（2） 灾后处理：火烧迹地的清理，造林规划
（3） 火行为分析：根据林业特有的应用模型可判断林火蔓延趋势
（4） 计划烧除
（5） 总体规划

应用效果
（1） 改变以往的林业调查作业方式。由于"3S"技术能快速、实时地获取地面三维信息， 省去了以往图像繁重的校正工作及手工作图的作业方式，人工劳务介入量大大减少，作业步骤变得简 单 ，周期缩短，成本成倍降低，整个过程将以自动化作业为主。
（2） 对林火、病虫害等灾害事件监测能力大大增强。
（3） 快速编制各种 林业专题图件。以往林业制图，由于遥感数据定位困难， 人工劳务介入量大，匦瓮汲闪吮嘀破渌�图件的基本图，使得林业专题图的编制费时费力，在一些无地形的地区�?是无法进行。利用"3S"技术可以不受时间、地域的影响，利用其获取的直接地学编码图像，直接输出包括地形在内的各种专业图件，编制时间大大缩短，精度也有了较高的保证。
（4） 有利于建立现代的国家森林资源监测体系。随着我国经济发展及社会环境意识的增强，传统的森林资源监测体系已不能完全适应社会经济可持续发展的需要。利用"3S"技术建立 森林资源 监测体系易于克服传统监测体系的缺陷，做到：1)动态监测森林资源的空间分布信息；2)不仅对国家及大区域的森林资源进行宏观监测还能对局部微观区域的森林资源变化进行监测；3)在监测内容上，不仅对森林资源数量进行监测，更能加强对生态环境信息的动态监测；4)在数据更新方面，利用"3S"技术的实时或准实时功能，能更好地完成监测体系的数据更新。
GPS/GIS森林防火领域的应用（二）
2004-2-4
三、森林防火系统具体方案
以上是对GIS，GPS，技术在林业部门具体应用的探讨。能带来突出效果的主要还是在森林防火工作中，详细的应用方案如下：
基础地理信息系统数据库的建设：
1．数字化成图
使用专用的矢量化软件，对需要数字化的图件进行扫描跟踪，形成矢量地图。这个过程是建立地理信息系统的基础工作，也是非常重要的一个环节，数字化的工作关键是要求数据的准确性，尽可能减小误差。一般的处理方法是将图纸扫描成栅格文件以后，使用专门的图像处理软件根据图纸的坐标点对图像进行配准，软件能够对栅格图进行适当的拉伸、旋转等处理，以校正扫描过程中形成的误差。
另外一个非常重要的方面是数字化过程中图形要素的接边问题，只有严格按照要求进行图形要素的接边处理，才能为后续的应用提供支持。例如路径分析、数据查询统计等等。
地图的拼接也是数字化过程中非常重要的一个环节，很多系统在这个方面是有缺陷的，有些系统所谓的拼接只是提供图幅的索引功能，对于人为分割的图形要素并没有形成一个对象，这将会给以后的管理带来困难。所以，为了能为应用建立坚实的基础，必须精确地实现这个过程。根据我们的工程经验，拼接过程分为自动拼接与手工拼接两个过程。自动拼接一般是使用图形对象的属性信息，将某一个属性信息相同的对象合并为一个对象，在这个过程完成以后，由手工进行接边的调整。
上述过程不仅是介绍数字化成图的过程，也是系统在提交用户后必须具备的功能，因为图件在数字化完成以后，时刻会面临一个变更的问题，只有提供高效的数字化以及与之相关的拼接与接边处理功能，才能使用户方便地对图件进行变更等操作。
2．数据的组织：
地理信息数据的组织是系统的核心，只有建立高效的数据组织模式，才能建立高效的、易学易用、易于管理的应用系统。
分层存放
交通行政区划地图、林相图、兵力设施分布图分别进行矢量化以后，将其分别存入在不同的图层中，最终合成一张信息齐全的全林区图。
基础空间数据按主要图形特征或实体进行分层，其具体内容如下：
（1）居民地：人们生活、工作的建筑群。
（2）交通：包括各种等级公路、铁路及其附属设施。
（3）水系：名括各种河流、湖泊、水库、池塘、蓄水池等。
（4）边、境界：
（5）地貌：包括等高线、高程点等。
（6）注记：包括居民地、交通、水系、地貌的文字说明。
专题空间数据的分层，按照林区管理需要进行分层，其具体内容如下：
（1） 林班层。
（2） 小班层
（3） 动物分布（以林场为单位）层
（4） 动物（当前只养林蛙）养殖分布层
（5） 植被分布层
（6） 分类小班类型层
（7） 重点火险区层
（8） 封山育林层
（9） 湿地保护层

属性信息结构
不同的图层分别要定义不同的属性信息，例如对于行政区划图，它本身要分成数个图层，省界、地区界、县界、乡界、村界，他们对应的属性分别是省编号、省名称等等。对于林相图，则分别要定义林班编号、林班类等等。

灵活的图库管理
如果使用MapinfoProfessional作为管理平台，因为对于一个图层，在文件上会体现为很多表文件，这给一般非专业的操作人员带来了不方便。经过深入的二次开发以后，在地图管理的运行界面中，对于地图的管理，体现为图库、图、图层，用户只需要选择图库，选择图库中的图打开，选择图中的图层进行操作即可完全管理复杂而又不直观的表结构。
如果使用相应的高端产品，则图库的管理实际就是数据库管理了。

变更图与历史图
一个专业的地理信息应用系统，应该实现对于图形的历史信息的保存，以在必要的时候可以提供给用户对于历史数据与现实数据的比照功能。基于我们系统的灵活结构，我们在系统中为用户提供了方便的历史数据保存功能，同时也提供历史数据与现实数据进行叠加分析的功能。

TM图迭加显示
我们在系统中可以实现矢量图与扫描栅格图像的配准功能，也就是说TM图像可以作为底图“放在”矢量图下面。因为在配准的过程中TM图像同样具有了地理信息，所以它可随矢量图同时移动、分大、缩小等，这样在需要的时候使用TM图显示植被情况，用于防火辅助决策。

等高线矢量化：
等高线作为单独的一层，通过数字化以后与其它图形信息 叠加在一张大 图中，等高线的属性中必须输入高程值，系统根据高程值可生成三维图。


3．基本功能分析
任意的漫游
使用放大、缩小、平移等操作，用户可在全林区范围内进行任意的漫游。在任何时候都可轻松地获取到当前的经纬度坐标。
方便的面积量算与距离量算
简单的双击操作就可直接显示出当前面状对象如林班或火场、行政范围的面积、周长。使用鼠标点取两点，系统直接显示两点之间的直线距离，多点可显示距离之和。
开放的线型与符号库
系统平台的线型与符号库是为用户开放的，系统为用户提供线型与符号库的编辑工具，用户在需要增加线型与符号时，使用编辑工具可轻松完成。
地图信息检索
在数据字的过程中，行政区界、林班等图形要素在我们的系统中要求为面状的图形对象，这将为信息的检索提供巨大的方便。例如：统计某一个行政区界内某一种类型的林班面积，利用非常简单的编程就可以实现，这也是地理信息系统“拓朴”功能最基本的一种应用。类似的统计功能在精确数据的前提下都是可以实现的。
根据图形属性的查询并定位是系统提供的另一个主要功能。例如需要查询某一个行政区界内编号为XXX的林班，或者查询某一给定范围内的了望塔、机降点、外站、检查站、加油站、气象站等。查询完成后，显示查询的结果列表，并在地图中进行定位。
专题地图
系统可根据范围、直方图、饼图、等级符号、点密度、独立值六种方式生成丰富的专题地图，在操作时，用户选中打开的一个图层（如林班层），选中其中一个属性例如林班的林种类编号，即可生成一张专题地图。
数据库系统管理
建立森林火灾档案数据库，在前端使用集成技术将火灾档案数据库与地图进行关联，并使用解析编辑，将历史防火与地图有关的信息展示在地图中。实现对火灾档案信息的查询编辑、统计分析、打印输出功能。对以下内容在数据库中进行保存，并提供编辑与输出功能：机降点兵力布防库；乡镇场所扑火力量库；山火登记库；市防扑火兵力调动表；火场兵力布防表；了望塔信息库。
数字地形模型制作
为反映整个地区的地形地貌，利用等高线制作数字高程模型，并可实现改变视角、视点、推拉及改变比高等操作。这个过程的实现是这样的：首先利用二次开发将等高线一层的所有曲线转换成点，由同一条等高线生成的点其高程值与原等高线的高程值相同，在此基础上可方便地实现三维图形、电子沙盘的生成。另外，电子沙盘生成以后，等高线、林班可直接叠加在三维图形上，这样可非常方便直观地观看林区全貌。
虚拟现实
系统不仅可方便地为用户生成三维图形、电子沙盘，同时利用等高线数据、林班数据可实现虚拟现实功能，可模拟飞机飞行过程中的林区三维地形及林班情况，这样用户可非常直观地观察到林区植被分布与地形信息。另外，如果发生林火，通过GPS定位系统定位火区以后，可在地图中生成一个面域，这个面域也可叠加在三维场景中，再运用虚拟现实技术，提供给用户飞机在飞行过程中火场的情况。
网上地图浏览
利用平台提供的支持，可以实现地图在网络上发布，林业局下属单位在客户端无需安装任何软件，使用操作系统如windows98/2000自带的浏览器都可对服务器中的地图进行查看。这种功能在局域网中与在互联网中的表现形式是一致的。系统建立以后，林业局下属单位在远程例如在远区县通过拨号或IP网络可连接到服务器上，实时地浏览地图或是通过下载矢量地图在本地进行管理。
防火指挥
防火是林业管理的重中之重，使用计算机系统的目的，最主要的目的也是为了防火救火。
森林火险区划分布图
根据森林分布、地形条件（坡度、坡向）、森林地段发生火灾的难易程度和危害程度，分三级：
I级，火灾危险性大
II级，火灾危险性中
III级，火灾危险性小
可将分布图叠加到全林区总图之中。
林火的预测预报
1、火险等级预测预报
利用气象数据和相关的数据进行火险等级分析并形成相应的火险等级分布图。火险天气等级划分为五级。等级的生成利用现有的数学模型，地理信息系统中需要将等级分布图叠加到行政区划图、林相图中去。　
2、预防措施决策：
系统随时提供火险等级分布图，分布图与行政区划图、林相图进行叠加，因为在其中同时包含等高线层，所以可在三维图中同时显示林班（可用专题地图的方式区分不同的林种并显示图例）、行政区界与火险等级分布图，将火险范围和与之覆盖的林区林种非常直观地显示出来，为林火预防决策提供科学的依据。
林火监测与林火定位
及时发现林火，系统在界面中提供方便的工具进行林火的定位。在定位的功能上应为基于GPS的应用提供接口，一般的模式是这样的：
使用机载设备或车载设备，接收GPS卫星定位信息，通过短波进行远程传输，通讯控制机使用串行口与接收设备连接，通讯控制机则通过局域网、城域网或广域网等IP网络进行连接。在windows的IP网络中，一般使用socket进行通讯。通讯控制机启动后即与地图工作站建立了TCP连接，在收到数据后，进行处理后发送到地图工作站。地图工作站在收到数据后，需要进行信令的解析以还原其中的坐标然后直接在地图中进行定位。例如飞机绕火场飞行一周，在地图工作站上可直接形成一个封闭的面域，通过简单操作可获取到火场面积，与通过等高线生成的三维图以及林相图、行政区划图、居民地信息进行叠加显示就可与林火的扑救提供支持。
林火扑救指挥
系统可以提供“最佳路径的计算”、“火行为预测”、“计算扑火战场所需兵力及机具”、“火头横长”、“火强度”等辅助计算工具，为指挥员制订扑火方案提供参考。
其它功能简单描述
1. 林火信息管理：林火各种数据地图、表格、数据库管理、维护查询检索等
2. 三维林相图处理：电子沙盘、三维地图地貌渲染
3. 三维林火趋势模拟显示：模拟火场状况及发火趋势、需要相关林火预测模型的科研成果支持。
4. TM遥感数据拟合、匹配：通过TM数据进行地图拟合匹配等处理显示植被情况
5. 灾后损失评估和灾后处理：自动计算火灾面积和森林蓄积等各项损失并存档
6. 林火统计和历史林火显示：各时段林火数据、显示统计分析
7. 各林业局局端地理信息系统：下属林业局地理信息系统的二级子系统，实现真正意义上的远程实时地理信息系统。
8. 互联网防火系统：以Intranet技术实现的防火远程管理系统，包括签到、信息传递、广播、邮件、通告板、实时天气预报等等。