基于oziexplorer的地理影像導航技術及其在水文地質測繪中的應用

張志棟,雷育賓

（新疆地礦局第一水文工程地質大隊，新疆烏魯木齊830091）

基于oziexplorer的地理影像導航技術及其在水文地質測繪中的應用

張志棟*,雷育賓*

（新疆地礦局第一水文工程地質大隊，新疆烏魯木齊830091）

在水文地質調查工作中，綜合水文地質測繪是一項非常重要的工作方法，在傳統(tǒng)的水文地質測繪工作中，往往會受到各種自然因素的制約，影響信息收集的區(qū)域選擇，甚至威脅野外人員的生命安全。在野外水文地質測繪過程中常常需要一份詳細的地圖來導航。著重闡述了基于oziexplorer導航軟件如何實現(xiàn)地理影像導航以及地理影像導航在水文地質測繪工作中的一些應用。

oziexplorer軟件；地理影像；影像導航；水文地質測繪

1 概述

在水文地質調查工作中，綜合水文地質測繪是一項非常重要的工作方法，在傳統(tǒng)的水文地質測繪中，往往會受到各種自然因素的制約，影響信息收集的區(qū)域選擇，甚至威脅野外人員的生命安全。在野外水文地質測繪過程中常常需要一份詳細的地圖來導航。傳統(tǒng)工作中常使用數(shù)字地形地圖作為導航底圖，利用二維點、線、面來描述客觀事物，對一些地物表達相對簡單和抽象，不能真實再現(xiàn)調查路線周圍環(huán)境的場景，其表現(xiàn)能力與現(xiàn)實世界相比顯得蒼白無力。通常需要根據(jù)調查路線在Google Earth衛(wèi)星影像瀏覽軟件中提前勾畫出導航路徑后導入oziexplorer導航軟件使用，每天都需要花費很大的工作量用于勾畫導航路徑，而且易受野外工作環(huán)境網絡通信的限制。地理影像導航是以地理影像為主要背景數(shù)據(jù)、以數(shù)字地圖為輔助背景數(shù)據(jù)的一種新型導航方式[1]。基于oziexplorer地理影像導航就是以地理影像地圖為底圖，將我們關心的地貌特征及河流、湖泊、泉群、地下水溢出帶、濕地等水文地質特征及地物全面、真實、直觀地反映出來，彌補了傳統(tǒng)地圖導航的不足，有效增加導航場景的信息量，為用戶提供直觀、豐富的導航背景信息，從而提高導航的視覺效果。

2 Oziexplorer導航軟件簡介

Oziexplorer導航軟件是由澳大利亞Des&Lorraine Newman公司研制的一款GPS導航軟件[2-3]。Oziexplorer導航軟件分為PC版和android版，分別用于個人計算機和android系統(tǒng)的手機和平板電腦。PC版本功能齊全，地圖可視性好，但由于野外工作條件差、個人計算機不易攜帶、受計算機電量限制等不適合用于野外工作，可作為室內校圖、數(shù)據(jù)處理、設計等使用。android版手機或平板電腦由于其具有集成性好、易攜帶、基本不受電量限制等特點，常作為野外工作時導航使用。

Oziexplorer導航軟可以使用電子地圖或各種自制的柵格圖像作為導航底圖，可以實時顯示目前GPS位置和捕捉地圖中任意點的位置坐標，在地圖上根據(jù)需要繪制工作區(qū)范圍、創(chuàng)建航點航跡、量取任意點間距離、批量展布點和導出點等多項功能。其中，使用自制柵格圖像作為導航底圖和實時顯示GPS位置是實現(xiàn)地理影像導航的關鍵因素。

3 地理影像導航的實現(xiàn)

地理影像導航主要通過將下載處理好的高清影像地圖在Oziexplorer導航軟中校準予以實現(xiàn)。影像地圖的下載通常要用到地圖下載軟件，本文以全能電子地圖下載器為例。在下載影像地圖前應根據(jù)工作需要查取地圖拐點坐標，也可以是工區(qū)范圍拐點坐標。打開全能電子地圖下載器，選擇“圖源”，在提供的高德地圖、谷歌地圖、騰訊地圖，諾基亞地圖、微軟地圖、雅虎地圖等圖源中，選擇一個可以顯示高清晰度的混合圖源，選擇相應的地圖級別作為下載地圖級別，地圖級別越高顯示越清晰，相應下載產生的圖像文件也越大。根據(jù)地圖拐點坐標選擇下載區(qū)域，最后點擊“開始”按鈕下載地圖。地圖下載完畢后，打開“地圖拼接”工具，選擇好任務文件和文件輸出目錄，并注意勾選“生成經緯度坐標（.txt)”選項，點擊“拼接”，將下載的地圖拼接成一幅大圖[3]。利用Image to OZF2 Convwersion軟件將拼接好的圖片轉換Oziexplorer軟件可以識別的格式，即ozf2格式。將影像地圖校準到軟件中，校準坐標在文件輸出目錄中。通過校準后的影像地圖就可以在Oziexplorer軟件使用了，一般還需導入我們需要的調查路線等信息。

4 地理影像導航在水文地質測繪中的應用

4.1 現(xiàn)場踏勘及施工設計

現(xiàn)場踏勘是項目外業(yè)工作的重要環(huán)節(jié)，通過高清地理影像地圖，可以很直觀地了解工區(qū)交通位置狀況、地貌特征、河流、湖泊、泉群、地下水溢出帶、濕地等水文地質特征。圈定重點踏勘區(qū)域，捕捉重點點坐標，規(guī)劃踏勘路線，使用Oziexplorer地理影像導航，記錄保存踏勘航跡，對重要位置創(chuàng)建點或文字標示。在一些工區(qū)地貌情況復雜的陌生地帶及無人區(qū)，使用地理影像做現(xiàn)場踏勘規(guī)劃和導航對踏勘人員及車輛安全可以起到很重要的作用。

利用Oziexplorer的提供載入功能，可以將多種格式的調查路線、泉點等批量展布在地理影像地圖上。結合高清地理影像地圖顯示的影像信息及踏勘標注信息，優(yōu)化調整調查路線設計，對一些對供水有意義的區(qū)域或關鍵部位調整加密，對一些簡單部位適當放稀。

4.2 實時地理影像導航

基于Oziexplorer地理影像導航實現(xiàn)了實時影像導航，避免了以往野外線路調查導航使用Google Earth衛(wèi)星影像瀏覽軟件勾畫的導航路徑，解決了工區(qū)使用手機影像導航時無通訊網絡、影像地圖模糊、傳送速度慢無法實時導航等問題。充分利用地理影像顯示的場景信息，可有效避開地形限制及障礙物，如遇突發(fā)情況，如道路被洪水沖斷，需要從新調整行車路線時，可以及時重新規(guī)劃一條路線，從而提高工作效率和節(jié)省資源。對地質界線點、地貌界線點、泉點、水井點等實時定位和創(chuàng)建點，根據(jù)點類型選用不同的符號表示，對點添加屬性和進行簡單描述等。Oziexplorer軟件還可以顯示距離目標點的距離、當前行駛速度、當前位置坐標、方位以及預計到達目標點的時間等，方便導航人員提前告知司機(圖1、圖2)。

圖1 批量載入調查點

圖2 創(chuàng)建調查點

4.3 數(shù)據(jù)分析處理

在繪制水文地質圖、等水位埋深圖以及數(shù)值模擬等工作中時常需要各調查點的坐標、高程、點間距等屬性信息，Oziexplorer軟件中“保存航點到文件”可以批量的將調查點的這些信息保存為TXT文件，并可以分類將點顯示在影像地圖中?！昂近c之間的距離”功能可以直接量取各調查點的間距，這些極大地方便了作業(yè)人員綜合分析處理工作，提高了數(shù)據(jù)處理過程的準確性和便捷性。

5 結語 基于Oziexplorer地理影像導航實現(xiàn)了實時影像導航，解決了以往需要在Google Earth衛(wèi)星影像瀏覽軟件中提前勾畫出導航路徑的工作，為水文地質測繪現(xiàn)場踏勘、項目設計、野外施工、室內資料整理提供幫助，提高了工作效率，有效的降低成本的作用。當然，在使用基于Oziexplorer地理影像導航還需要注意以下幾個問題：（1）下載的地理影像地圖文件一般都比較大，因此對設備的配置要求較高，在使用時盡量根據(jù)工作需要選擇小的影像范圍及地圖級別。（2）使用圖源為“混合-無偏移”的影像地圖校準使用時，實際位置會與影像地圖顯示位置有偏移。

[1]司毅博,地理影像導航應用技術研究[D].解放軍信息工程大學碩士論文,2012.

[2]OziExplorer[EB/OL].http://www.oziexplorer.com/.

[3]水經注GIS社區(qū)[EB/OL].http://bbs.arceyes.com/forum.php.

P236

B

1004-5716(2015)08-0097-03

2014-12-10

2014-12-11

張志棟（1986-），男（蒙古族），新疆昌吉人，助理工程師，現(xiàn)從事石油鉆井、水文鉆井方面工作。