谷歌地球?qū)I(yè)版軟件和GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器在林業(yè)司法鑒定中的應(yīng)用

劉發(fā)照

(橫峰縣林業(yè)局，江西 橫峰 334300)

谷歌地球?qū)I(yè)版軟件和GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器在林業(yè)司法鑒定中的應(yīng)用

劉發(fā)照

(橫峰縣林業(yè)局，江西 橫峰 334300)

簡(jiǎn)要介紹谷歌地球?qū)I(yè)版(Google Earth Pro)軟件及GPS、GIS技術(shù)。簡(jiǎn)述GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器在幾種常見(jiàn)的林業(yè)案件中的應(yīng)用：通過(guò)GPS/GIS數(shù)據(jù)采集器現(xiàn)場(chǎng)定位邊界和采集地理信息數(shù)據(jù)，導(dǎo)入Google Earth Pro軟件中勾繪各類邊界、測(cè)算面積和制作案件圖形。并提出提高GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器面積測(cè)量精度應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。

谷歌地球?qū)I(yè)版軟件；GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器；林業(yè)司法鑒定；面積測(cè)量

涉案林地面積數(shù)量是對(duì)森林火災(zāi)案件、違法征占用林地案件、改變林地用途案件等涉林案件定性，以及對(duì)行為人處罰的重要依據(jù)[1], 如大量林木被盜伐濫伐后, 盜伐濫伐林木山場(chǎng)面積通常也作為推算林木蓄積量的重要因子。如何對(duì)林業(yè)案件進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確、公正的林業(yè)司法鑒定,是保證公安司法機(jī)關(guān)依法打擊破壞森林資源、毀壞和占用林地行為的重要依據(jù)之一[2]。司法鑒定公正的實(shí)現(xiàn)，既要求鑒定結(jié)果的客觀準(zhǔn)確, 也要求鑒定過(guò)程符合正當(dāng)程序的基本要求,鑒定人員的專業(yè)素質(zhì)及先進(jìn)的技術(shù)手段是實(shí)現(xiàn)鑒定公正的重要保證[3]。

1 谷歌地球?qū)I(yè)版(Google Earth Pro)軟件和GPS/GIS簡(jiǎn)介

1.1 谷歌地球?qū)I(yè)版(Google Earth Pro)軟件

谷歌地球(Google Earth )是谷歌公司推出的一款虛擬地球儀軟件，將衛(wèi)星影像、GIS 和航空照片整合在三維地球模型中，用戶可以直觀地瀏覽全球各地的高清晰度衛(wèi)星影像。由于軍事保密原因,谷歌地球公布的一般是1～3年前的衛(wèi)星影像,但它和真實(shí)的地球地理信息(如地形地貌、海拔高度、經(jīng)緯度信息)做了匹配,與GPS輸出的經(jīng)緯度信息是完全重合的,因此,對(duì)林業(yè)司法鑒定中定位和測(cè)繪都有很高的實(shí)用價(jià)值。谷歌地球分為個(gè)人版和企業(yè)版, 個(gè)人版又分為免費(fèi)版(Google Earth)與專業(yè)版(Google Earth Pro)2種。2015年以前專業(yè)版每年使用費(fèi)400美元, 現(xiàn)在谷歌公司已經(jīng)免費(fèi)向公眾開(kāi)放使用。專業(yè)版的測(cè)量工具更加豐富，支持的打印分辨率更高、提供圖層更多、導(dǎo)入功能更強(qiáng)大。

谷歌地球?qū)I(yè)版(Google Earth Pro)有歷史圖像功能，在許多林業(yè)案件中還可用以還原破壞前的地類現(xiàn)場(chǎng),這就為林業(yè)物證鑒定工作提供了一把鑰匙[4], 也為林業(yè)案件提供了歷史事實(shí)證據(jù)。

1.2 GPS全球定位系統(tǒng)。

GPS全球定位系統(tǒng)是一種利用衛(wèi)星支持的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng),它分空間、地面控制和用戶裝置等3個(gè)部分。由于GPS技術(shù)具有全球覆蓋、全天候、自動(dòng)化、測(cè)量精度高和速度快的特點(diǎn)，因此,在地質(zhì)、測(cè)繪、道路工程、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、規(guī)劃、旅游等行業(yè)中廣泛應(yīng)用。目前,隨著林業(yè)生產(chǎn)科技水平的不斷提高，GPS高科技在林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，尤其是GPS應(yīng)用于林業(yè)司法鑒定工作中，能夠快速、高效、準(zhǔn)確地定位采集林業(yè)案件的地理信息數(shù)據(jù),在林業(yè)司法鑒定的定位測(cè)繪工作中發(fā)揮了獨(dú)特作用,極大地提高了工作效率，保證了測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和公正性。

1.3 地理信息系統(tǒng)(GIS)

地理信息系統(tǒng)(GIS)是一門(mén)新興的綜合性交叉學(xué)科,是集數(shù)據(jù)庫(kù)、地圖制作、空間分析功能為一體,為海量數(shù)據(jù)管理、多種成果表達(dá)形式和空間數(shù)據(jù)分析提供了最為快速、方便和準(zhǔn)確的方法和手段。利用GIS 技術(shù)的專題制圖功能,可以根據(jù)林業(yè)司法鑒定的需要制作多種專題圖。

GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器實(shí)現(xiàn)了GPS、GIS技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,可通過(guò)GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器采集林業(yè)案件地理信息數(shù)據(jù),導(dǎo)出轉(zhuǎn)存到電腦中,再用谷歌地球?qū)I(yè)版(Google Earth Pro)打開(kāi)地理信息數(shù)據(jù)文件,生成林業(yè)案件的準(zhǔn)確圖形，如林區(qū)公路(林道)位置圖、占用林地位置圖、森林火災(zāi)位置圖等。

2 GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器在林業(yè)案件中的應(yīng)用

2.1 在非法修建林區(qū)公路(或林道)案件面積測(cè)量中的應(yīng)用

根據(jù)林業(yè)司法鑒定要求,此類林業(yè)案件必須對(duì)非法修建林區(qū)公路(或林道)占用的林地面積，采伐和毀壞的林木數(shù)量進(jìn)行調(diào)查。林區(qū)公路(或林道)占用林地面積調(diào)查,通常采用皮尺實(shí)地丈量公路(或林道)路面(包括兩側(cè)護(hù)坡)的水平長(zhǎng)度和寬度,再計(jì)算面積。而林區(qū)公路彎道多,地形條件復(fù)雜,森林茂密,通視條件差,地物標(biāo)不明顯,沒(méi)有相對(duì)地物標(biāo)參照，往往在地形圖上很難勾繪準(zhǔn)確的公路位置圖。采用GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器采集林區(qū)公路(或林道)軌跡地理信息數(shù)據(jù),直接讀取其長(zhǎng)度數(shù)值,將案件的地理信息數(shù)據(jù)導(dǎo)入谷歌地球?qū)I(yè)版(Google Earth Pro)中,可制作精準(zhǔn)的公路(或林道)圖形,這解決了勾圖難的大難題。公路寬度可用皮尺丈量多處取平均值，經(jīng)過(guò)非林地地段的公路(或林道)，不屬于林地范疇，應(yīng)予扣除其面積。如果某些地段屬于老路拓寬,則應(yīng)該扣除老路面積。

如案件發(fā)生時(shí)間很早,并且Google Earth衛(wèi)星影像已經(jīng)更新,可以直接利用谷歌地球?qū)I(yè)版(Google Earth Pro)軟件中“添加—路徑”工具繪制修建林區(qū)公路(或林道)案件精準(zhǔn)的Google Earth衛(wèi)星影像位置圖形和讀取其長(zhǎng)度數(shù)值。

2.2 在非法毀壞和征占用林地案件中的應(yīng)用

如案件發(fā)生已久,并且Google Earth衛(wèi)星影像已更新,可直接利用谷歌地球?qū)I(yè)版軟件中“添加—多邊形”工具繪制非法毀壞和占用林地案件精準(zhǔn)的衛(wèi)星影像圖形和讀取其面積數(shù)值。利用谷歌地球?qū)I(yè)版的歷史圖像功能，可以還原破壞前的地類現(xiàn)場(chǎng),為案件提供歷史事實(shí)證據(jù)。

2.3 GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器在森林火災(zāi)案件中的應(yīng)用

森林火災(zāi),是指失去人為控制，在林地內(nèi)自由蔓延和擴(kuò)展,對(duì)森林、森林生態(tài)系統(tǒng)和人類帶來(lái)一定危害和損失的林火行為,過(guò)火有林地面積數(shù)量是確定森林火災(zāi)類型及對(duì)森林火災(zāi)案件定性的重要依據(jù)。此類案件需要對(duì)火場(chǎng)面積鑒定和火災(zāi)損失進(jìn)行評(píng)估。

2.4 在盜伐、濫伐林木案件中的應(yīng)用

此類案件是以盜伐、濫伐林木蓄積量作為案件定性以及對(duì)行為人處罰的重要依據(jù)。如盜伐、濫伐林木山場(chǎng)面積不大,可實(shí)測(cè)全部伐蔸的地徑,然后查《林木根徑材積表》計(jì)算林木蓄積量。當(dāng)大面積林木被盜伐、濫伐后, 全部伐蔸檢尺工作量很大,通常采取選擇若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地, 實(shí)測(cè)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)的全部伐蔸地徑, 查《林木根徑材積表》計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)地的林木蓄積量,取若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地的平均蓄積量,再將采伐林木面積乘以平均蓄積量計(jì)算盜伐、濫伐林木的總蓄積量。采伐林木面積通常也是推算林木蓄積量的重要因子,因此,采伐林木面積測(cè)量精度高低將直接影響推算總林木蓄積量的準(zhǔn)確程度。

3 林業(yè)案件地理信息數(shù)據(jù)外業(yè)采集和內(nèi)業(yè)處理

3.1 外業(yè)采集

打開(kāi)GIS/GPS數(shù)據(jù)采集軟件,選擇“面采集”或“線采集”, 待接收衛(wèi)星信號(hào)穩(wěn)定后按“開(kāi)始”。1)“面采集”方法:手持GIS/GPS數(shù)據(jù)器沿所測(cè)量的林地邊界走一條閉合的軌跡，輸入林業(yè)案件名稱，確認(rèn)，保存案件數(shù)據(jù)。2)“線采集” 方法:手持GIS/GPS數(shù)據(jù)器沿所測(cè)量的路線起點(diǎn)按“開(kāi)始”，至終點(diǎn)后輸入林業(yè)案件名稱并確認(rèn)，保存案件數(shù)據(jù), 結(jié)束采集工作。

3.2 內(nèi)業(yè)處理3.2.1 導(dǎo)出信息數(shù)據(jù)

GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器—工具—數(shù)據(jù)管理—林業(yè)案件名稱—導(dǎo)出kml格式數(shù)據(jù)—保存，轉(zhuǎn)存到電腦中去。

3.2.2 林業(yè)案件圖制作

在谷歌地球?qū)I(yè)版軟件中打開(kāi)kml格式的林業(yè)案件數(shù)據(jù)文件，制作林業(yè)案件位罝圖,可利用Google Earth衛(wèi)星影像圖下載軟件,根據(jù)需要下載Google Earth相應(yīng)分辨率的衛(wèi)星影像或QQ截取衛(wèi)星影像。還可以利用谷歌地球?qū)I(yè)版軟件的“圖像疊加”功能,通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為所需要的平面直角坐標(biāo)。以1∶1萬(wàn)Google Earth衛(wèi)星影像圖作為基礎(chǔ)地圖,與1∶1萬(wàn)的“北京54”或“西安80”地形圖疊加,通過(guò)幾何糾正制作成既有Google Earth衛(wèi)星影像又具有地形圖的林業(yè)案件位置圖(圖1)。

4 案例應(yīng)用

4.1 某林場(chǎng)開(kāi)設(shè)林道非法毀壞和占用林地

2016年11月13日,某司法鑒定中心受橫峰縣森林公安局委托,對(duì)某林場(chǎng)開(kāi)設(shè)林道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查。攜帶GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器以及相關(guān)1∶1萬(wàn)地形圖,到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了全面踏查,由于山區(qū)地形復(fù)雜,開(kāi)設(shè)林

圖1 某林場(chǎng)開(kāi)設(shè)林道Google Earth衛(wèi)星影像與地形圖疊加Fig.1 Google Earth satellite images and topographic map superposition of forest road in some forest farm

道位置有的在山溝,有的在半山腰繞行，毛竹林茂盛，通視條件差，利用1∶1萬(wàn)地形圖很難勾繪出林道的位置圖。因此,采用GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器采集林道地理信息數(shù)據(jù),直接讀取林道的長(zhǎng)度。對(duì)林道寬度用皮尺多處丈量，取平均寬度。然后,從GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器導(dǎo)出kml格式的林道地理信息數(shù)據(jù),用數(shù)據(jù)線轉(zhuǎn)存到電腦中,再用谷歌地球?qū)I(yè)版軟件打開(kāi)林道的地理信息數(shù)據(jù)文件，制作成開(kāi)設(shè)林道衛(wèi)星影像位置圖 (圖2) 。

圖2 某林場(chǎng)開(kāi)設(shè)林道Google Earth衛(wèi)星影像位罝Fig.2 Google Earth satellite images of forest road in some forest farm

4.2 某村民非法買(mǎi)賣土地

2015年3月26日,受縣森林公安局聘請(qǐng),與縣森林公安局民警一起,由當(dāng)事人現(xiàn)場(chǎng)指界,對(duì)某村民非法買(mǎi)賣土地案件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查。該占地山場(chǎng)屬低丘，地勢(shì)平坦開(kāi)闊，現(xiàn)場(chǎng)已用推土機(jī)推平，占地形狀不規(guī)則，周邊地形和地物標(biāo)不明顯,利用1∶1萬(wàn)地形圖難以準(zhǔn)確勾繪占地位置。因此，采用手持GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器沿邊界走3個(gè)閉合的軌跡,3次分別采集地理信息數(shù)據(jù)，取3次讀數(shù)的平均值。將采集器采集數(shù)據(jù)導(dǎo)出為kml格式數(shù)據(jù),再導(dǎo)入谷歌地球?qū)I(yè)版軟件打開(kāi)，可制作成精準(zhǔn)的Google Earth衛(wèi)星影像位置圖。

4.3 某磚廠取土非法占用、毀壞林地

2015年6月30日,受縣林業(yè)局委派, 與縣林業(yè)局林地股工作人員一起,由當(dāng)事人現(xiàn)場(chǎng)指界，采用手持GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器沿邊界走3個(gè)閉合的軌跡,3次分別采集數(shù)據(jù)。據(jù)當(dāng)事人敘述，該取土山場(chǎng)有一部分是旱地,屬非林地，應(yīng)扣除其面積,現(xiàn)場(chǎng)又無(wú)法確認(rèn)是否有旱地跡象。因此,根據(jù)案發(fā)之前的歷史Google Earth衛(wèi)星影像進(jìn)行研判、測(cè)算案發(fā)前的旱地面積。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)查確定，該磚廠取土非法占用林地面積0.77 hm2(不含案發(fā)前的旱地非林地面積)，已達(dá)到刑案立案標(biāo)準(zhǔn),縣林業(yè)局及時(shí)移交給縣森林公安局處理。

5 提高GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器面積測(cè)量精度應(yīng)注意的問(wèn)題

1)在開(kāi)始采集工作之前，GIS/GPS數(shù)據(jù)采集器應(yīng)選擇合適的記錄方式。對(duì)于6.6 hm2以下區(qū)域的面積測(cè)量，應(yīng)將數(shù)據(jù)采集間隔設(shè)為按時(shí)間1 s方式或按距離1 m方式，以便于盡可能詳細(xì)地記錄行進(jìn)軌跡；對(duì)于6.7 hm2以上區(qū)域的面積測(cè)量，可將采集間隔適當(dāng)調(diào)長(zhǎng)，比如按時(shí)間間隔2 s，距離間隔2 m。

2)測(cè)量面積時(shí)，首先選定一個(gè)明顯的起點(diǎn)，站在該點(diǎn)待接收衛(wèi)星信號(hào)穩(wěn)定后， PDOP值(衛(wèi)星分布的空間幾何強(qiáng)度因子)<3時(shí)( 一般<3為比較好, 數(shù)值越小定位精度越高), 再按“開(kāi)始”，然后再沿林地邊界勻速前進(jìn)，途中不能關(guān)機(jī),回到起點(diǎn)后輸入林業(yè)案件名稱并確認(rèn)保存。

3)測(cè)量途中遇到不可逾越的路障時(shí)，需要繞行后再繼續(xù)采集，繞行期間記錄暫停。但必須記住該處地形地貌，再繞道過(guò)去。對(duì)這部分多余的航跡可在Google Earth Pro軟件中進(jìn)行編輯刪除或俢正。

4)采集下一個(gè)拐點(diǎn)之前，應(yīng)先在各拐點(diǎn)處停留數(shù)秒，直至數(shù)據(jù)采集器定位穩(wěn)定,然后再繼續(xù)進(jìn)行采集工作。

5)據(jù)南京森林警察學(xué)院張民俠研究結(jié)果,通常情況下，測(cè)量面積在0.7 hm2以上時(shí)，測(cè)量2～3次取其平均值,就能夠滿足林業(yè)測(cè)量的精度要求。測(cè)量面積在0.7 hm2以下時(shí),采用羅盤(pán)儀導(dǎo)線測(cè)量較好,如果選用精度較高的GPS可多測(cè)量幾次，取平均值[5]。貴州大學(xué)林學(xué)院譚偉等研究發(fā)現(xiàn), 通常情況下測(cè)量面積在0.066 7 hm2以下時(shí)，測(cè)量2～3次,取平均值；在0.066 7 hm2以上時(shí),測(cè)量2次,取平均值，即可滿足林業(yè)測(cè)量的精度要求[6](國(guó)家林業(yè)局《森林采伐作業(yè)規(guī)程》伐區(qū)調(diào)查設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定面積允許誤差5%)。

6 結(jié)語(yǔ)

許多林業(yè)案件(如林地和森林火災(zāi)等)以面積數(shù)量劃分立案標(biāo)準(zhǔn),作為林業(yè)案件定性以及量刑的重要依據(jù)。因此,用于林業(yè)司法鑒定,必須購(gòu)買(mǎi)精度高、接收衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)、定位精度達(dá)亞米級(jí)(最好厘米級(jí))以及具有差分定位功能的GIS/GPS數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品。采用GPS 差分定位技術(shù)進(jìn)行小面積測(cè)量,以達(dá)到林地面積測(cè)量更高的精度要求。同時(shí)測(cè)量者要熟練掌握測(cè)量方法，避免不必要的人為誤差,保證測(cè)量結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性,以便為林業(yè)案件準(zhǔn)確定罪、量刑提供依據(jù)。

[1] 張民俠,趙浩彥,張潔. 涉案林地面積測(cè)算方法比較研究[J].西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2016(4):138-144.

[2] 樓志文，駱任歡. 林區(qū)公路案件司法鑒定方法探討[J]，中囯司法鑒定，2008(2):89-90.

[3] 樂(lè)通潮 ,鮑曉紅 ，萬(wàn)曉會(huì)，等. “3S”技術(shù)在林業(yè)司法鑒定中的應(yīng)用[J].防護(hù)林科技,2008(3):72-73.

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Application of Google Earth Professional Edition Software and
GIS/GPS Data Collector in Forestry Judicial Authentication

LIU Fazhao

(Forestry Bureau of Hengfeng County, HengFeng, Jiangxi 334300, China)

This paper briefly introduced the technology of Google Earth professional edition software, GPS, GIS, and the application of GIS/GPS data collector in several common forestry cases. In this study, we used GPS/GIS data collector to define locates boundary and geographic information data, and to import Google Earth pro software for drawing all kinds of boundary, and measuring the area and production case graphics. Then, the paper put forward measurement on improving accuracy of area by GIS/GPS data collector.

Google Earth professional edition software; GIS/GPS data collector; forestry judicial authentication; area measurement

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.01.005

2017-01-12.

劉發(fā)照(1963-)，男, 江西橫峰人,工程師.從事林業(yè)有害生物防治和檢疫、營(yíng)林及林業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)、林業(yè)司法鑒定等工作.

P208；P228.4；DF463

A

1671-3168(2017)01-0021-04