在大沼泽地开创新常态
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在大沼泽地开创新常态

玛丽·乔·瓦格纳(Mary Jo Wagner)报道称,与iPad连接的专业级GPS正在为水管理组织带来数据采集的显著效率提高。

南佛罗里达水资源管理区(SFWMD)位于西棕榈滩,覆盖从奥兰多到佛罗里达群岛的16个县,包括独特而复杂的大沼泽地淡水湿地。作为该州五个水资源管理区中历史最悠久、规模最大的一个,已有67年历史的SFWMD努力在保护自然环境的用水需求和810万居民相互竞争的供水需求之间保持微妙的平衡。

作为其对南佛罗里达富水环境的广泛责任的一部分,该地区一直是重要的自然资源的掌舵人。基西米河修复计划(KRRP)是最雄心勃勃的计划之一,旨在修复过去过度激进的防洪措施造成的破坏。

KRRP的范围和程度的监测区域,约17000公顷(44200英亩)——SFWMD创造了湖泊和河流生态系统部分(lre)在2006年作为一个专门小组来评估环境变化,确保该地区蓬勃发展的生态恢复阶段。

新技术有助于衡量成功

然而,测量环境成就对地面观测系统人员来说是一项重大挑战,因为他们试图用静态的、劳动密集型的工具————纸质笔记本和地图、硬拷贝的地理空间图像和消费级GPS技术————监测和测绘一个非常不稳定的环境。

然而,在2015年,这一切都改变了。经过十年的数码转型,本署致力提升地面观测系统的数据收集效率、通用性和准确性,并推行了一套新的技术方案:一台通过蓝牙连接到一台运行ArcGIS应用程序Esri收集器的iPad上的Trimble R1 GNSS接收器。iPad与R1 GNSS接收器配对的新组合不仅粉碎了LRES的书面记录,它为工作人员提供了他们需要的智能工具,以更有效、更准确地监测和绘制KRRP中的各种植被物种,并更有信心地生成可交付成果。

大量的数据

考虑到KRRP监测区域的大小,LRES使用汽艇和直升机对植被进行调查和绘制地图——野外工作与每三年进行一次的大范围空中调查相协调。重点是研究和绘制主要的突水植被——土壤或水面以上的植物——这是生态系统整体健康的一个关键指标。

从历史上看,工作人员在开始实地评估之前需要打印大量文件。然而,在2015年的实地调查中,LRES环境科学家劳伦斯·斯宾塞考察了新的Trimble R1/iPad组合。

斯宾塞没有打印纸,而是在iPad上安装了所有他需要的相关应用程序和地图。他乘汽艇旅行,使用R1和iPad导航到预定的样本区域。一旦到达某个位置,他就会停下来,定位植被群的中心,并捕捉到该种群的精确GNSS地面控制点(GCP),并将其存储在收集器应用程序中,为绘制该植被类提供一个精确的位置。使用模板,他记录了一系列的属性,如植物类型、面积范围和健康状况,并附上该地区的照片。数据收集完成后,他找到下一个地点,记录那里的植被。从4月到6月,他每周都重复这个过程,每天大约六小时。

使用R1接收器,斯宾塞收集了大约475个亚米精度的gcp——大约是他以前能够获取的gcp数量的三倍。gcp可用于生成以航空相片为基础的植被分类的特征,并评估最终生成的植被图的准确性。

斯宾塞说:“GNSS技术可以让我在有限的时间内获得更多、更高质量的分数。”“这些点允许我创建光谱签名,这样我就可以更好地在航空照片上区分单个植物类别,并将它们映射到整个修复地点。”

从空中获取更多的gcp

在乘飞机旅行的间隙,斯宾塞还用直升机进行植被调查。一旦他到达预定的位置,飞行员就在湿地上空盘旋,斯宾塞用R1接收器收集了几个gcp,记录了植物的属性,并为下面的植被拍了照片,所有这些都在90秒内完成。然后他飞到下一个样本区。总的来说,斯宾塞从直升机上又收集了450个gcp,为最终的地图提供了大约900个数据点。由于每次飞行只需要4小时来收集整个KRRP研究区域的数据,效率是至关重要的。新系统使他能够用更少的时间和更少的人员收集更多的信息。

“在过去,我有另一个同事,一台运行Esri的ArcPad的笔记本电脑,一个旧的背包GPS装置和纸地图在直升机上,”Spencer说。“我经常不能足够快地采集数据点,所以我手写笔记,而我的同事给植被拍照。我们通常需要整整四个小时来完成这项工作。有了R1和iPad,我们将飞行时间缩短了近50%,我可以自己获取包括照片在内的所有数据。”

自动地图生产

除了新的现场系统,斯宾塞还利用Trimble的识别图像分析和土地分类软件开发了一个更加自动化和精确的地图制作系统。过去,他在数字红外航拍照片上手动绘制植被种群周围的多边形,并根据其特征为每个多边形命名,然后利用它们来绘制湿地植被图。这一次,他将把在野外收集的所有数据点,以及2015年的航拍图像,转移到recognition中,自动对植被进行分类和测绘。

斯宾塞说:“有了更多亚米精度的数据点,我将能够更准确、更快地对植被进行分类。”“我可以重复和定制这个过程来制作任何类型的地图。这种灵活性和细节将有助于更好地衡量植被和野生动物对KRRP的反应。”

Trimble R1和iPad的结合不仅提高了数据收集的效率和在LRES内轻松共享信息的能力,它也吸引了SFWMD的其他同事,他们看到了这个多功能系统的好处,为自己的工作。该组合系统确实可能成为野外数据采集的新常态。

本文发表在2017年2月的GIS Professional杂志上

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