Google earth在平原區(qū)林果資源調(diào)查中的應(yīng)用

張志軍

(新疆阿克蘇地區(qū)中心林管站，新疆 阿克蘇 843000)

塔里木盆地周邊，林果基地發(fā)展勢頭迅猛，建立林果資源地理信息數(shù)據(jù)庫成為林果產(chǎn)業(yè)發(fā)展必要的工作。這項工作，可以全面的、精準的指導林果基地建設(shè)、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局、病蟲害預(yù)測預(yù)報、林產(chǎn)品銷售中涉及的原產(chǎn)地溯源以及年度產(chǎn)量預(yù)測等工作。林果資源調(diào)查，是一項耗時耗力的工作，按照以往常規(guī)調(diào)查辦法，要求調(diào)查隊伍專業(yè)化，調(diào)查人員即要熟悉衛(wèi)片的判讀，又要運用Gis 地理信息系統(tǒng)，還要有一定的林果資源因子的調(diào)查理論知識。

通過以下方式步驟，可以調(diào)動基層林業(yè)技術(shù)力量，采取不同的分工方式，合力完成林果資源調(diào)查和數(shù)據(jù)庫建立工作，發(fā)揮各自熟悉區(qū)域地貌植被的優(yōu)勢，達到省時省力的目的，調(diào)查的基本概念和主要做法如下。

1 基本概念

Google earth 來源于Keyhole(鑰匙孔)公司自家原有的旗艦軟件。Google earth 的衛(wèi)星影像，并非單一數(shù)據(jù)來源，而是衛(wèi)星影像與航拍的數(shù)據(jù)整合。其衛(wèi)星影像部分來自于美國DigitalGlobe 公司的QuickBird(捷鳥)商業(yè)衛(wèi)星與EarthSat 公司，航拍部分的來源有 BlueSky 公司、Sanborn 公司。在中國大陸Google earth 上的全球地貌影像的有效分辨率通常為30 m，塔里木盆地周邊，重要的城市周邊區(qū)域會提供分辨率為1 m 和0.5 m 左右的高精度影像，視角高度(Eye alt)分別約為500 m 和350 m。當然高分辨率精度影像，有利于林果資源判識。Google earth(簡稱GE)，還有的優(yōu)勢是互聯(lián)網(wǎng)及時查閱影像資源，關(guān)鍵是對個人用戶完全免費，KML 數(shù)據(jù)格式允許導入和導出，與其他軟件交流更加便利。

在這項工作中，我們利用GE 主要是勾畫林果資源小班界線。

2 方案

2.1 人員配置方案

參加人員主要是地、縣和鄉(xiāng)級林業(yè)技術(shù)人員。地區(qū)級技術(shù)人員1 名，主要負責檢查縣級數(shù)據(jù)庫的邏輯合理性，縣級技術(shù)人員2 名，培訓鄉(xiāng)級林業(yè)技術(shù)人員，調(diào)查前期資料準備，同時檢查、核實調(diào)查數(shù)據(jù)的準確性、數(shù)據(jù)處理等工作。每個鄉(xiāng)級林業(yè)技術(shù)人員2 名，負責本轄區(qū)的經(jīng)濟林外業(yè)調(diào)查工作。

地區(qū)級技術(shù)人員要求全面掌握Arcgis 軟件的應(yīng)用，衛(wèi)星影像判讀以及把WGS－84 坐標轉(zhuǎn)換為西安80 坐標方法，尋找三參數(shù)轉(zhuǎn)換法中的參數(shù)數(shù)值，符合林業(yè)調(diào)查規(guī)劃的精度要求。

縣級技術(shù)人員，要掌握GE 區(qū)劃的方法，制定小班編號(唯一識別碼)，經(jīng)濟林小班調(diào)查因子的概念和調(diào)查工具的應(yīng)用。

鄉(xiāng)級林業(yè)技術(shù)人員，要熟悉本轄區(qū)GE 表現(xiàn)的衛(wèi)星影像并準確的識別路、渠、村莊、林帶、成林林果資源小班的影像。并掌握根據(jù)現(xiàn)地情況，在衛(wèi)星影像圖紙上，準確勾繪小班界的方法。掌握在GE 中添加多邊形和添加路徑的方法，按照林業(yè)資源調(diào)查的規(guī)則，從上到下，從左到右進行編號，編號的規(guī)則是鄉(xiāng)代碼+村代碼+順序號。

這種技術(shù)分工方式，充分考慮了各級技術(shù)人員知識結(jié)構(gòu)的差異，做到人盡其才，各自發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，工作環(huán)境優(yōu)勢，調(diào)動和充分發(fā)揮各級技術(shù)人員的力量，提高林果資源調(diào)查工作的精度和廣度。

2.2 方案流程

其實，在林果資源調(diào)查中，最耗時耗力的工作是小班區(qū)劃和林果小班因子調(diào)查工作。小班區(qū)劃在室內(nèi)通過計算機，掌握和了解GE 呈現(xiàn)的衛(wèi)星影像情況(后面關(guān)鍵技術(shù)將詳細介紹如何區(qū)分判斷)，按照片林添加多邊形，林帶添加路徑的方法，進行勾繪。勾繪完的小班成果，統(tǒng)一交由地區(qū)級技術(shù)人員，進行坐標系轉(zhuǎn)換，顯示編號的小班，附加到近期的衛(wèi)星影像上，打印成外業(yè)可以調(diào)查的比例圖紙。交由鄉(xiāng)級技術(shù)人員開始外業(yè)的調(diào)查，外業(yè)調(diào)查主要任務(wù)是，對小班區(qū)劃錯誤的界線進行修改，按照調(diào)查因子，不同樹種，同一樹種樹齡相差3年以上，要區(qū)劃為不同的小班，按照這個要求，現(xiàn)地對圖紙上小班界進行重新勾繪，對新增的小班進行編號，并標示在圖紙上。記錄簿上記錄清楚小班調(diào)查的各項因子，轄區(qū)調(diào)查完畢，縣級技術(shù)人員開展抽查工作，按照20%比例，對小班調(diào)查因子和小班界區(qū)劃情況，進行抽查核對，誤差控制在5%以內(nèi)?？h級核實通過的轄區(qū)，工作回到室內(nèi)，在 GE 中，進行修改，調(diào)查因子錄入.xls 文件。最后全縣的數(shù)據(jù)進行合并，連帶數(shù)據(jù)庫一并交地區(qū)級技術(shù)人員核對入庫，統(tǒng)一形成.shp 文件格式。

2.3 關(guān)鍵技術(shù)及注意事項

2.3.1 坐標投影變換 由于 GE 的坐標系統(tǒng)是WGS－84 坐標系，而目前地形圖以及土地資源圖，大多采用西安80 投影坐標系，因此需要進行坐標投影變換后才能配合手頭的底圖進行再編輯。

(1)創(chuàng)建自定義坐標變換。把WGS －84 坐標轉(zhuǎn)換為西安80 坐標，是在不同的坐標系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換，通過用MOLODENSKY 三參數(shù)轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換，一般可以達到林業(yè)調(diào)查規(guī)劃的精度要求。

在ARCMAP 中，用 ARCTOOLBOX 數(shù)據(jù)管理工具箱中的創(chuàng)建自定義地理變換工具創(chuàng)建自定義坐標變換，在創(chuàng)建窗口對話框中輸入地理坐標變換名稱、輸入地理坐標系(選擇WGS －84 地理坐標)、輸出地理坐標系(選擇西安80 投影坐標)、轉(zhuǎn)換方法(MOLODENSKY)、X、Y、Z 軸平移(即當?shù)氐?GPS 坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)dx、dy、dz)等參數(shù)后即可創(chuàng)建自定義坐標變換。在輸入平移參數(shù)時要注意平移方向，確定平移參數(shù)的正、負。［2］

(2)坐標投影變換。在 ARCMAP 中，用ARCTOOLBOX 數(shù)據(jù)管理工具箱中的要素投影工具采用上述自定義的地理變換，把WGS－84 地理坐標變換為西安80 投影坐標。經(jīng)投影變換后即可在ARCMAP 中配合地形圖進行編輯。

2.3.2 GE 中勾繪小班邊界方法

(1)如何勾繪。在GE 中能夠熟悉和判識影像呈現(xiàn)的路、渠、林帶邊界，按照平原區(qū)林果種植的規(guī)律和小班區(qū)劃的技術(shù)規(guī)定，根據(jù)種植區(qū)域，圖斑表現(xiàn)特點的一致性，勾繪成一個小班。如圖1。

圖1

(2)不同齡組和樹種的小班勾繪，在GE 影像中可以明顯區(qū)分開來。如冬季樹梢的高大和矮小，現(xiàn)地表現(xiàn)為樹齡的大小。圖斑顆粒的不同，表現(xiàn)出樹種的不同。如圖2、圖3、圖4 表現(xiàn)。

圖2

圖3

圖4

2.3.3 衛(wèi)星影像解譯判讀和修改 對在GE 中勾繪的小班界線，在現(xiàn)地根據(jù)實際情況，在圖紙上重新勾繪?；氐绞覂?nèi)，再進行電子圖件的修改。2.5 m分辨率的衛(wèi)星影像中顯示的林帶、田塊的規(guī)整度、顏色以及顆粒顯示的深淺，都是判斷小班界線的依據(jù)。

圖5

圖6

在勾繪中，注意衛(wèi)星影像形成的時間，一般形成衛(wèi)星影像的時間在7 －10月間，植物處于生長狀態(tài)。以及GE 中圖像的時間，在Goole earth 中，顯示鐘表的圖標中可以看到，見圖5、圖6。

3 常規(guī)方式對比

以前的常規(guī)辦法，大多是通過衛(wèi)星影像資料，現(xiàn)地勾繪，要求調(diào)查人員對衛(wèi)星影像的解譯要求高，同時對區(qū)域內(nèi)植被情況有更多的了解。受影像分辨率的影響，勾繪也會出現(xiàn)較大的誤差。

不同分工，技術(shù)人員對自己掌握的技術(shù)尺度較為精準，GE 中分辨率較高，便于技術(shù)人員的小班邊界識別，勾繪的小班邊界更為精準。而且縮短了外業(yè)的時間，減少外業(yè)勞動強度。

通過對幾個縣市，利用這種方案的林果資源調(diào)查，縮短了調(diào)查時間，質(zhì)量得到提高，工效至少提高一半以上。

4 結(jié)論

新技術(shù)不斷出現(xiàn)，尤其是地理信息技術(shù)的廣泛運用，加上國產(chǎn)高分辨率衛(wèi)星影像的普及，為林業(yè)資源調(diào)查提供了許多方案，只有在不斷實踐和掌握新技術(shù)的情況下，利用GE 和Arcgis 等地理信息軟件，在林業(yè)造林地前期規(guī)劃，林業(yè)項目作業(yè)設(shè)計，以及其他林地資源調(diào)查中開展工作。這種方案，可以達到提高工作效率、降低勞動強度的目的，讓我們的林業(yè)工作變得簡單高效。

［1］肖玲.基于Google Earth 的林業(yè)調(diào)查規(guī)劃應(yīng)用研究［J］.內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計，2012，35(2):106 －107

［2］熊安華.Google Earth 在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用研究［J］.綠色科技，2012(11):267 －268