林業(yè)有害生物踏查線路地理信息圖的制作

饒秀俊，錢葉會

(福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院林學(xué)系，福建 南平 353000)

林業(yè)有害生物踏查線路地理信息圖的制作

饒秀俊，錢葉會

(福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院林學(xué)系，福建 南平 353000)

結(jié)合第三次全國林業(yè)有害生物普查，通過實地踏查，構(gòu)建了基于ArcGIS 10.2軟件平臺及相關(guān)技術(shù)的一種操作性強的有害生物踏查地理信息圖的制作方案。本方案可以有效降低踏查人員外業(yè)工作量，同時提高外業(yè)踏查和內(nèi)業(yè)整理的工作效率。

林業(yè)有害生物；踏查線路；地理信息系統(tǒng)圖

第三次全國林業(yè)有害生物普查從2014年4月1日開始，2016年12月31日結(jié)束。林業(yè)有害生物普查是一項技術(shù)要求高、工作任務(wù)重且持續(xù)時間長的工作。林業(yè)有害生物普查內(nèi)外業(yè)工作量大，信息碎片化現(xiàn)象嚴(yán)重。筆者也參與了福建省某市林業(yè)有害生物的普查，通過實際操作構(gòu)建了基于ArcGIS 10.2的踏查線路的地理信息系統(tǒng)圖。

1 調(diào)查工具及軟件準(zhǔn)備

1.1 調(diào)查工具

調(diào)查工具主要包括帶有衛(wèi)星定位功能和拍照攝像功能的安卓手機(jī)，具有Windows操作系統(tǒng)的電腦。

1.2 軟件環(huán)境

1.2.1 GPS線路采集軟件 目前安卓系統(tǒng)的智能手機(jī)上線路采集的軟件較多，筆者選用的是具有導(dǎo)出線路為KML/KMZ等數(shù)據(jù)功能的GPS工具箱軟件。

1.2.2 衛(wèi)星影像下載軟件 選擇91衛(wèi)圖助手。

1.2.3 地理信息系統(tǒng)圖構(gòu)建軟件 ArcGIS 10.2、ViewGIS 3.02。

1.2.4 衛(wèi)星影像處理及其它軟件Global Mapper 14、Google Earth pro 7.1.1.1888、記事本等。

2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

本次所采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是某鎮(zhèn)最新的森林資源建檔數(shù)據(jù)，即2014年森林資源建檔數(shù)據(jù)，利用ViewGIS 3.02軟件將林業(yè)小班數(shù)據(jù)圖層導(dǎo)出為ArcGIS 10.2所識別的shapfile文件，如果地形圖文件為vmg格式，需要導(dǎo)出為tif等圖像格式，以供ArcGIS 10.2所讀取。

3 方法步驟

3.1 KML文件的獲取

3.1.1 線路記錄 在踏查開始時打開GPS工具箱選擇線路追蹤，進(jìn)入線路追蹤界面點擊開始，待GPS衛(wèi)星信號捕獲定位成功后開始線路記錄，在踏查過程中進(jìn)行踏查點和標(biāo)準(zhǔn)地標(biāo)注和圖片拍攝，待踏查線路終點停止記錄并保存線路，記錄線路預(yù)覽及基本信息概況(圖1、圖2)。

3.1.2 KML數(shù)據(jù)的導(dǎo)出 完成線路記錄后，選擇導(dǎo)出功能，如果需要導(dǎo)出具記錄圖片的踏查線路需選擇導(dǎo)出KMZ文件，只導(dǎo)出踏查線路選擇KML文件。筆者選擇導(dǎo)出KMZ文件，因為KMZ文件包含有KML文件的壓縮包，如果只需要KML文件，用解壓縮軟件提取KMZ中的KML文件即可。將導(dǎo)出的KMZ文件加載到谷歌地圖軟件，效果見圖3。

圖3 踏查線路效果圖4 Shapefile文件輸出選項

3.2 踏查線路和踏查點的Shapefile文件的制作

3.2.1 數(shù)據(jù)加載 打開Global Mapper軟件選擇“文件”→“打開數(shù)據(jù)文件”，打開剛剛生成的KML文件。

3.2.2 shapefile文件輸出 待數(shù)據(jù)加載完成后選擇：“文件”→“輸出”→“輸出矢量格式”，對話框選擇“shapefile”，其它選項默認(rèn)，本處需要導(dǎo)出2個文件，一個是保存踏查線路記錄點的點圖層文件，一個是保存踏查線路路徑的線圖層文件(圖4)，命名后點擊保存。

4 衛(wèi)星影像制作

4.1 衛(wèi)星影像下載

打開91衛(wèi)圖下載助手，選擇所要下載區(qū)域和下載級數(shù)，下載完成后導(dǎo)出帶地理坐標(biāo)的tif格式的影像。筆者選擇谷歌地圖衛(wèi)星影像18級的圖片進(jìn)行下載，一般情況下16級的影像圖片已能很好地滿足林業(yè)調(diào)查的需要。

4.2 衛(wèi)星影像壓縮

由于導(dǎo)出的tif格式數(shù)據(jù)量偏大，筆者使用Global Mapper將tif格式的影像壓縮成ecw格式，該市全區(qū)域衛(wèi)星影像tif格式18級共70多G，數(shù)據(jù)量偏大，電腦打開瀏覽等操作均非常緩慢，因此按5∶1的壓縮率壓縮成ecw格式后不到6 G，打開操作瀏覽等非常流暢，無明顯卡頓現(xiàn)象。

5 衛(wèi)星影像和矢量圖層的配準(zhǔn)操作

林業(yè)基本圖使用Xian_1980坐標(biāo)系統(tǒng)，是ArcGIS軟件生成的SHP文件，谷歌地圖下載的衛(wèi)星影像文件使用WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)，由于兩坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)各地均不相同，考慮本次操作范圍較小，因此采用坐標(biāo)平移并結(jié)合矢量圖配準(zhǔn)的辦法在ArcMap中進(jìn)行地圖配準(zhǔn)。操作方法為：在ArcMap菜單選擇“自定義”→“擴(kuò)展模塊”，在彈出的“擴(kuò)展模塊”對話框中，將地理配準(zhǔn)的復(fù)選框勾上，增加“地理配準(zhǔn)”工具條。加載衛(wèi)星影像到ArcMap中，激活“地理配準(zhǔn)”工具，選擇配準(zhǔn)點，配準(zhǔn)點應(yīng)均勻分布，否則會扭曲圖像。點擊“添加控制點”按鈕，添加控制點，用相同的方法，在影像上增加控制點，輸入實際坐標(biāo)。增加所有控制點后，在“地理配準(zhǔn)”菜單下，點擊“更新顯示(D)”。更新后，就變成真實的坐標(biāo)。在“地理配準(zhǔn)”菜單下，點擊“糾正”，將校準(zhǔn)后的影像另存。矢量圖層通過編輯→平移功能輸入平移參數(shù)。

6 利用ArcGIS 10.2制作踏查線路地理信息系統(tǒng)

將上述制備好的數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcGIS 10.2中，首先新建空白地圖，其次通過目錄工具依次將林業(yè)基本信息圖、踏查線路線圖層、踏查記錄點圖層、衛(wèi)星影像等進(jìn)行加載，這樣一個較為實用的林業(yè)有害生物踏查線路地理信息系統(tǒng)就基本構(gòu)建完成(圖5)。其中粗線條部分為本次踏查線路，星號為踏查的記錄點和標(biāo)準(zhǔn)地定位點，細(xì)線條為小班地塊，圖6為標(biāo)注好的基本信息圖(局部)。

圖5 踏查線路圖全貌圖6 踏查線路小班標(biāo)注局部效果

7 技術(shù)成果及存在問題探討

7.1 實現(xiàn)踏查線路數(shù)字化的同時保證線路的精確性

本次林業(yè)有害生物踏查線路地理信息系統(tǒng)圖的構(gòu)建基本實現(xiàn)了踏查線路的數(shù)字化和信息化，筆者也實地通過2臺手持GPS機(jī)進(jìn)行對比，記錄線路基本能重合。

7.2 將調(diào)查人員從復(fù)雜的地形圖判讀中解放出來專心進(jìn)行有害生物調(diào)查

目前很多林業(yè)有害生物調(diào)查都是進(jìn)行外包作業(yè)，調(diào)查人員多數(shù)為非本地鄉(xiāng)鎮(zhèn)人員，對本地林地情況不是很了解，同時由于日常業(yè)務(wù)差異，對地形圖的判讀能力有限，部分鄉(xiāng)村雖然配有帶路人員，但帶路人員卻未必知道每個小班的基本信息等情況，同時如果進(jìn)入了密林，由于視野不夠開闊，特征地形減少，同樣降低了判讀地形圖的準(zhǔn)確性，很容易出現(xiàn)調(diào)查地塊信息張冠李戴的現(xiàn)象。通過本系統(tǒng)，踏查人員就可以輕松實現(xiàn)外業(yè)作業(yè)內(nèi)業(yè)化，在進(jìn)行內(nèi)業(yè)整理時完成小班信息判讀和記錄任務(wù)，外業(yè)調(diào)查只需要調(diào)查時記錄點號即可，而將更多的精力放在林業(yè)有害生物的調(diào)查上而不是花過多的精力去進(jìn)行地形圖的判讀，有效提高外業(yè)調(diào)查的工作效率。

7.3 實現(xiàn)線路采集和圖片采集一體化，有效降低內(nèi)業(yè)工作量

林業(yè)有害生物的踏查過程中需要采集記錄點的同時還需要對各種有害生物進(jìn)行拍照等數(shù)據(jù)采集工作，一般采用手持GPS機(jī)進(jìn)行線路和點的采集，數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行圖片采集，由于現(xiàn)在手機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，1300萬像素的攝像頭拍照效果完全可以取代一般的數(shù)碼相機(jī)，同時手機(jī)拍攝的圖片資料還可以保存拍照的地點的經(jīng)緯度坐標(biāo)。通過一部手機(jī)就可以完成數(shù)據(jù)采集和圖片采集，避免由于GPS手持機(jī)采集線路數(shù)據(jù)，相機(jī)拍照導(dǎo)致圖片混亂的事情發(fā)生，有效降低內(nèi)業(yè)圖片整理的工作量。

7.4 解決線路的追溯性問題

通過手機(jī)GPS軟件采集的數(shù)據(jù)能很好地記錄開始時間，線路路徑、長度，結(jié)束時間以及結(jié)束地點，運動速度，踏查持續(xù)時間等基本信息(圖2)，這樣可以很好地對踏查線路進(jìn)行回溯。

7.5 存在問題及注意事項

在使用過程中需要將線路追蹤軟件加入到白名單，不然會被系統(tǒng)殺掉后臺進(jìn)程，手機(jī)最好是支持雙星系統(tǒng)(GPS、Glass)、Compass或三星(GPS、Glass、Compass)定位系統(tǒng)，這樣可以有效提高數(shù)據(jù)記錄的精確性和定位速度。需要時刻關(guān)注手機(jī)電池的消耗情況，由于線路采集記錄耗電量大，在踏查前務(wù)必保證手機(jī)電池有足夠的電量，能外帶移動電源最好。

[1]司敬知.基于GIS/GPS的林業(yè)有害生物野外數(shù)據(jù)采集技術(shù)研究[D].北京：中國科學(xué)院研究生院，2012.

[2]劉軍，張偉巖，劉俠，等.基于移動GIS的林業(yè)有害生物普查信息管理系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].中國森林病蟲，2015，34(3)：32-37.

[3]饒秀俊.基于谷歌地圖資源的ArcGIS林業(yè)基本圖的制作[J].林業(yè)實用技術(shù)，2014(1)：56-58.

[4]饒秀俊.基于Google Earth地圖資源對地圖中的道路要素提取并矢量化的實踐[J].黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2013，26(5)：25-26.

[5]羅增炎.基于Google Earth的林業(yè)基本圖制作[J].林業(yè)勘察設(shè)計，2011(1)：96-99.

[6]金昌善，鄒新球，吳焰玉.應(yīng)用ArcView制作福建武夷山自然保護(hù)區(qū)Google Earth地標(biāo)系統(tǒng)[C].第七屆ArcGIS暨ERDAS中國用戶大會論文集，2006：401-403.

Study on Route Mapping for Pests Survey in Forest Based on ArcGIS

RAO Xiu-jun，QIAN Ye-hui

(FujianForestryVocational&TechnicalCollege，Nanping353000，F(xiàn)ujian，China)

In this study，with the third national forestry pest survey，a routing map for pests survey in forest was drawn by ArcGIS 10.2 to provide a solution for surveying.The solution proved to be feasible and operable through authors′ field survey.Appling the solution also effectively decreases workload of field surveyors and improves the efficiency of both field survey and interior work.

forestry pest；survey route；GIS mapping

2015-09-23；

2015-11-14

饒秀俊(1983—)，女，安徽樅陽人，福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士，從事資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理教學(xué)研究等工作。E-mail：116352998@qq.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2016.03.021

S758.6；S763

A

1002-7351(2016)03-0101-04