厘米級平板定位測繪技術(shù)

李忠林

厘米級平板定位測繪技術(shù)

李忠林

（遵化市林業(yè)局，河北 遵化 064200）

目前縣級林業(yè)測繪主要使用工具為手持GPS，把現(xiàn)場實(shí)測的數(shù)據(jù)錄入到電腦Arcgis系統(tǒng)中進(jìn)行點(diǎn)、線、面的編輯，最終完成準(zhǔn)確的測繪地圖。為了讓林業(yè)測繪更加簡單方便，研究通過克服手持GPS和奧維地圖軟件的缺點(diǎn)，解決并完成平板arcgis+實(shí)時定位的新型林業(yè)測繪技術(shù)途徑。通過注冊安裝平板專用Arcgis系統(tǒng)：LiveMapGis軟件（app）、以及注冊安裝Bigmap地圖下載器獲取高清谷歌實(shí)景衛(wèi)片地圖及糾偏方法等綜合技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)平板與電腦arcgis在地圖、村界、縣界、等高線、小班以及專題圖等圖層數(shù)據(jù)的一致。平板定位雨滴圖標(biāo)與實(shí)景衛(wèi)片地圖糾偏吻合后，選擇--采集--點(diǎn)（圖層）--手繪--在平板上用電容筆定位置——√，就會出現(xiàn)圖層概況界面，里面會有當(dāng)前位置精準(zhǔn)的點(diǎn)坐標(biāo)，將此點(diǎn)坐標(biāo)錄入到電腦arcgis里，誤差應(yīng)該可以達(dá)到厘米級。

厘米級；平板定位；LiveMapGis；手持GPS；實(shí)時定位

目前縣級林業(yè)測繪主要使用工具為手持GPS，與之匹配的電腦內(nèi)業(yè)繪圖軟件是Arcgis。把GPS現(xiàn)場實(shí)測的數(shù)據(jù)錄入到Arcgis系統(tǒng)中進(jìn)行點(diǎn)、線、面的編輯，最終完成準(zhǔn)確的測繪地圖。遵化市林業(yè)局自2014年開始使用這種測繪及制圖方法。

1 手持GPS存在的缺點(diǎn)

手持GPS因其便攜、定點(diǎn)測量準(zhǔn)確而淘汰了人為對坡勾繪技術(shù)，目前手持GPS定點(diǎn)測繪已是縣級林業(yè)工作者的主流測繪技術(shù)。時代在進(jìn)步、科技在發(fā)展，在實(shí)踐應(yīng)用時也發(fā)現(xiàn)手持GPS的一些缺點(diǎn)：一是存在自身難以克服的各種因素帶來的誤差，比如：大氣層、天氣、高壓線、建筑物、機(jī)器本身、地圖加偏等，無論怎么設(shè)置，誤差都在1m以上。二是手持GPS實(shí)時、實(shí)景測繪功能弱，GPS機(jī)內(nèi)自帶的地圖與電腦的Arcgis地圖不匹配，制圖標(biāo)準(zhǔn)不一致。三是手持GPS屏幕尺寸較小，屏幕分辨率低，可視面小，看圖不直觀。四是測繪規(guī)則的圖形不準(zhǔn)確，尤其是測繪大比例尺地圖時，雖然面積誤差較小但是圖形形狀誤差大，不能滿足林業(yè)規(guī)劃設(shè)計要求。

2 手機(jī)奧維實(shí)時實(shí)景地圖軟件可以輔助林業(yè)測繪

大部分智能手機(jī)、平板（包括平板電腦、平板手機(jī)）都有導(dǎo)航定位模塊，只要連上手機(jī)互聯(lián)網(wǎng)，在手機(jī)上下載安裝奧維實(shí)時地圖軟件，加載Google衛(wèi)星混合地圖（高清實(shí)景衛(wèi)片圖），可以隨時知道自己準(zhǔn)確的地理位置及周邊環(huán)境，還可以當(dāng)導(dǎo)航用。為輔助林業(yè)測繪提供了不小的便利。但奧維地圖雖然可以設(shè)置橫軸莫卡托投影坐標(biāo)，但是不能進(jìn)行用戶自定義，就導(dǎo)致奧維地圖在設(shè)置上定點(diǎn)誤差較大，精度在10m以上，而且怎么設(shè)置也不精準(zhǔn)。奧維地圖只能作為林業(yè)測繪的輔助軟件。

3 制定實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，設(shè)想最理想的平板定位模式

理想模式是：手持GPS（定點(diǎn)功能）與奧維實(shí)時地圖（實(shí)時實(shí)景地圖功能）、平板（屏幕大，視覺直觀）、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與電腦Arcgis一致（測量數(shù)據(jù)便于在電腦進(jìn)行繪圖）。把這些優(yōu)點(diǎn)綜合起來，將讓林業(yè)測繪變得簡單容易。

如果能在平板上安裝上Arcgis制圖系統(tǒng)、本地實(shí)景衛(wèi)片及村界、縣界、小班、等高線等圖層，并且在平板上就能進(jìn)行簡單的編輯，這就是一個移動的Arcgis系統(tǒng)+實(shí)時位置，不僅可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時實(shí)景地圖測繪，而且將減輕林業(yè)外業(yè)測量的工作強(qiáng)度和工作量，節(jié)省時間，達(dá)到事半功倍的目的。

4 實(shí)現(xiàn)平板定位的技術(shù)手段

4.1 選擇安裝平板Arcgis系統(tǒng)

要想實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的平板定位，關(guān)鍵是要有適合的軟件。在網(wǎng)絡(luò)搜索后發(fā)現(xiàn)，在平板上沒有與之相適應(yīng)的Arcgis（app）軟件。河北衡城信息技術(shù)有限公司的業(yè)務(wù)人員聯(lián)系筆者，并推薦了平板Arcgis系統(tǒng)：LiveMapGis軟件（app）。

這是一款類似于電腦Arcgis的軟件，各種功能基本與電腦Arcgis一致，而且增加了實(shí)時定位（雨滴圖標(biāo)）功能的地圖編輯軟件。軟件設(shè)置比較人性化，設(shè)置后的平板GPS定位精準(zhǔn)度比奧維實(shí)時地圖要精準(zhǔn)的多。

4.2 平板選擇及軟件安裝

選擇一款平板電腦，參考配置為：三星t815c、9.7寸屏幕、3G運(yùn)存、32G存儲。安裝并注冊河北衡城信息技術(shù)有限公司的LiveMapGis軟件（app）。軟件本身不附帶實(shí)景衛(wèi)片地圖，可以直接將電腦Arcgis軟件應(yīng)用的衛(wèi)片地圖以及各種*.shp（如：縣界、村界、小班、等高線等面）直接復(fù)制到平板電腦的一個文件夾里。

4.3 平板電腦進(jìn)行橢球投影、基準(zhǔn)位置設(shè)置

平板電腦LiveMapGis軟件加載高清衛(wèi)片地圖后，就要選擇坐標(biāo)系，一般選Xian-1980坐標(biāo)系，輸入長半軸6378140、扁率0.003352813199997421、中央經(jīng)線117、假東20500000、尺度比例等數(shù)據(jù)，選擇應(yīng)用；在基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換里設(shè)置三參數(shù)，輸入X軸平移量106、Y軸平移量47、Z軸平移量1，選擇應(yīng)用。

4.4 高清衛(wèi)片地圖的獲取

省局提供的衛(wèi)片實(shí)景地圖存在兩個問題：一是時間老；二是比較模糊。理想的高清衛(wèi)片地圖由于版權(quán)、密級等問題正常獲取非常不容易。筆者選擇了在網(wǎng)上獲取高清地圖的方法。即：注冊購買Bigmap地圖下載器。Bigmap地圖下載器提供谷歌地球、百度地圖、高德地圖、騰訊地圖、搜狗地圖、必應(yīng)地圖等多種版本的地圖，可根據(jù)需要下載1～19級的衛(wèi)片地圖，級別越大，衛(wèi)圖越清楚，容量越大。筆者選擇谷歌地球17級實(shí)景衛(wèi)片地圖（地圖容量約為10G）下載，并進(jìn)行技術(shù)糾偏。然后通過Bigmap地圖下載器自帶的工具箱里投影變換軟件，參照省局給的村界.shp文件將WGS84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為西安80坐標(biāo)格式（也可以轉(zhuǎn)換為北京54坐標(biāo)格式），并進(jìn)行糾偏，直到在Arcgis中高清衛(wèi)片地圖與村界.shp（圖層）完全融合匹配。

4.5 平板與電腦Arcgis同用一張高清衛(wèi)片地圖

在電腦上安裝河北衡城信息技術(shù)有限公司提供的LIVE MAP GIS office輔助軟件，通過這個軟件可以將電腦里Tif格式的高清衛(wèi)片地圖（縣級10G左右）轉(zhuǎn)換為平板電腦emp格式的衛(wèi)片地圖（1G左右），并將其復(fù)制到平板電腦文件夾中；通過這個軟件還可以制作不同顏色的shp格式的專題圖，比如制作小班-森林類別這個專題圖，在電腦上定義一般公益林、重點(diǎn)公益林、一般商品林、重點(diǎn)商品林，并分別為每一個林種設(shè)置不同的顏色，保存專題圖后，將小班.shp格式圖層復(fù)制到平板電腦的文件中。在復(fù)雜的地形中，有時我們不知道自己在某一個具體位置，周圍哪片林地是什么屬性的林地，使用LiveMapGis軟件加載這個圖層后，就可以輕松解決這個問題了。

4.6 平板定位雨滴（實(shí)時位置）圖標(biāo)與實(shí)景衛(wèi)片地圖進(jìn)行吻合

把平板電腦拿到室外某一明顯位置，加載衛(wèi)片地圖后，很容易看到雨滴圖標(biāo)位置與參照位置偏差。對參照位置進(jìn)行定點(diǎn)，方法：選擇—采集—點(diǎn)（圖層）—手繪—在平板上用電容筆定位置—√，就會出現(xiàn)圖層概況界面，里面會有當(dāng)前參照位置地圖的點(diǎn)坐標(biāo)，計算雨滴圖標(biāo)和實(shí)際參照位置的差距，這個時候，找到軟件的工具文件夾-點(diǎn)校正，進(jìn)行北偏移、東偏移數(shù)據(jù)矯正，即完成點(diǎn)校正。點(diǎn)校正后定位雨滴圖標(biāo)的尖端就在實(shí)際參照位置上了，這時雨滴圖標(biāo)實(shí)時移動的點(diǎn)與實(shí)景地圖的位置是一致的。設(shè)置完成后，拿著平板電腦移動到不同位置看雨滴圖標(biāo)的位置是否定位準(zhǔn)確，如果準(zhǔn)確，則設(shè)置ok。如果不滿意當(dāng)前精度，按照步驟再次進(jìn)行調(diào)整。

設(shè)置好的平板電腦，在定點(diǎn)定位時，不在讀取GPS數(shù)據(jù)，因?yàn)镚PS數(shù)據(jù)肯定是有誤差的。而是選擇—采集—點(diǎn)（圖層）—手繪—在平板上用電容筆定位置—√，就會出現(xiàn)圖層概況界面，里面會有當(dāng)前位置精準(zhǔn)的點(diǎn)坐標(biāo)，這個坐標(biāo)點(diǎn)不是GPS坐標(biāo)點(diǎn)，而是地圖的真實(shí)位置點(diǎn)。將此點(diǎn)坐標(biāo)錄入到電腦Arcgis里，誤差應(yīng)該可以達(dá)到厘米級。

設(shè)置好的平板電腦，使用時不用依靠網(wǎng)絡(luò)功能。不僅可以在本區(qū)域內(nèi)精準(zhǔn)定點(diǎn)定位，而且還可以用于本區(qū)域汽車導(dǎo)航。

The Centimeter-level Surveying and Mapping Technology with Plate Positioning

LI Zhong-lin
（Forestry Bureau of Zunhua，Zunhua，Hebei 064200）

At present，the main use tools for forestry surveying and mapping in county are handheld GPS，input the field data into the computer ArcGIS system for point，line，surface editing，and finally complete the accurate mapping map.In order to make forestry mapping more simple and convenient，through overcoming the shortcomings of handheld GPS and Auvers-sur-Oise map software，to solve and complete the flat ArcGIS+realtime positioning of the new forestry mapping technology approach.Through the registered installation of the tablet special ArcGIS system:live MapGIS software（app），and registered installation of the big map map downloader to obtain high-definition Google image map and correction methods and other comprehensive technical measures，to achieve the tablet and computer ArcGIS in maps，village boundaries，county boundaries，contour lines，small classes and thematic maps and other layer data consistent.After the raindrop icon matches the rectification and alignment of the real image satellite image map，select-collection-point（layer）-hand-painted on the plate with a capacitance pen position-√，the layer outline interface will appear，with the precise point coordinates of the current position，and the coordinates are entered into the computer ArcGIS，the error should be up to the centimeter level.

Centimeter level;Flat positioning;Live MapGIS，Handheld GPS;Real-time positioning

P208

A

1002-3356（2017）03-0068-03

收稿時期：2017-07-30

李忠林（1970-），男，大專，林業(yè)工程師，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計、森林保險、古村名木調(diào)查等工作。