基于C#+GDAL角規(guī)控制檢尺樣地布點(diǎn)方法的研究

梁志強(qiáng)，劉陸

(黑龍江省林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 GDAL技術(shù)

GDAL(Geospatial Data Abstraction Library，地理空間數(shù)據(jù)抽象庫)是一個在X/MIT許可協(xié)議下的開源空間數(shù)據(jù)(柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù))轉(zhuǎn)換庫[1]，包括讀取、寫入、轉(zhuǎn)換、處理各種柵格和矢量數(shù)據(jù)格式。它利用抽象數(shù)據(jù)模型來表達(dá)所支持的各種文件格式。它還有一系列命令行工具來進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和處理。

GDAL提供多種柵格數(shù)據(jù)的支持，包括GeoTiff(tiff)、Erdas Imagine(img)、ASCII DEM(dem)等格式。

OGR(OGR Simple Features Library)是GDAL的項目的一個分支，提供對矢量數(shù)據(jù)讀寫操作。包括ESRI ShapeFiles、S-57、SDTS、PostGIS、Oracle Spatial、Mapinfo等格式。其體系結(jié)構(gòu)包括Geometry(幾何圖形)、Spatial Reference(空間參考)、Feature(要素)、Feature Definition(要素定義)、Layer(圖層)、Data Source(數(shù)據(jù)源)、Drivers(驅(qū)動)。

2 圖斑區(qū)劃及樣地布設(shè)

2.1 二類調(diào)查內(nèi)業(yè)圖斑區(qū)劃

二類調(diào)查圖斑區(qū)劃采用最接近調(diào)查年度的高清遙感影像進(jìn)行區(qū)劃，林業(yè)調(diào)查基于影像假彩色拉伸方式進(jìn)行制作，二類調(diào)查人員可參考以往調(diào)查數(shù)據(jù)及經(jīng)營管理檔案，根據(jù)高清衛(wèi)星遙感影像的色調(diào)、灰階、形態(tài)、紋理等特征的差別，建立目視解譯標(biāo)志[2],對地類、樹種、起源、郁閉度等信息進(jìn)行準(zhǔn)確判讀，從而減少野外調(diào)查的工作量，提高圖斑面積調(diào)查精度。在區(qū)劃的過程中，需要在區(qū)劃圖斑的屬性信息中填寫遙感判讀地類，判讀的有林地分布和求算的面積等信息直接影響角規(guī)樣地布設(shè)的個數(shù)和分布(圖1)。

2.2 樣地布設(shè)方法

角規(guī)樣地布點(diǎn)采用機(jī)械布點(diǎn)方法，其目的是減少人為因素的影響，按照二類調(diào)查技術(shù)規(guī)程和調(diào)查總體范圍內(nèi)有林地的分布和面積，布設(shè)滿足要求的樣點(diǎn)個數(shù)。布設(shè)方法是設(shè)置一個起始點(diǎn)(最好是公里網(wǎng)交叉點(diǎn)，便于導(dǎo)航定位)和橫縱坐標(biāo)的間隔距離，從起始點(diǎn)開始按間隔距離在調(diào)查總體范圍內(nèi)進(jìn)行機(jī)械布點(diǎn)，布點(diǎn)完成后，將有林地范圍的點(diǎn)進(jìn)行個數(shù)統(tǒng)計，如果初步布設(shè)的樣地個數(shù)無法滿足規(guī)程要求，則重新調(diào)整起始點(diǎn)或者間隔距離，重復(fù)上述操作，直到滿足規(guī)程要求為止，并計算樣點(diǎn)坐標(biāo)、排號及輸出矢量文件。

3 控制樣地布點(diǎn)方法的設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 GDAL的調(diào)用

在VS開發(fā)環(huán)境中調(diào)用GDAL開源類庫Gdal_csharp.dll、Org_csharp.dll，在C#代碼中實現(xiàn)GDAL注冊和相應(yīng)函數(shù)的使用。讀取矢量文件的代碼如圖2所示。

3.2 布點(diǎn)工具的設(shè)計與實現(xiàn)

3.2.1 讀取Shape信息 讀取圖斑區(qū)劃矢量范圍的包絡(luò)線(最小外側(cè)矩形區(qū)域圖框范圍)及空間投影信息，獲取矩形區(qū)域的四角坐標(biāo)，用于控制布點(diǎn)范圍，并將左上角橫縱坐標(biāo)值按千位數(shù)取值，作為樣地布點(diǎn)的起始點(diǎn)，以米為單位設(shè)置點(diǎn)間距。

3.2.2 生成圖框范圍布點(diǎn)圖 創(chuàng)建與圖斑區(qū)劃矢量相同空間投影的圖框范圍布點(diǎn)圖層，根據(jù)起始點(diǎn)、間隔距離、四角坐標(biāo)生成點(diǎn)狀圖斑，保證生成的點(diǎn)都在圖框范圍內(nèi)。

3.2.3 生成總體范圍布點(diǎn)圖 通過GDAL的圖層求交集分析方法pLayer1.Intersection(pLayer2, pResultLayer, p, null, null)，將區(qū)劃圖斑圖層與圖框范圍布點(diǎn)圖進(jìn)行相交操作[3]，獲得共同區(qū)域的點(diǎn)狀圖斑，相交結(jié)果中會含有圖斑圖層的地類信息，并輸出總體范圍布點(diǎn)圖矢量。

3.2.4 生成有林地范圍布點(diǎn)圖 將總體范圍布點(diǎn)圖中的有林地進(jìn)行篩選，并輸出有林地范圍布點(diǎn)圖。實現(xiàn)代碼為pResultLayer = pODS.ExecuteSQL("select * from " + layerName1 + " where b_z_dl='有林地'", null, null)。

3.2.5 有林地范圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計 對有林地范圍布點(diǎn)圖進(jìn)行統(tǒng)計，計算有林地面積和有林地布點(diǎn)個數(shù)，調(diào)查人員通過統(tǒng)計布點(diǎn)結(jié)果進(jìn)行分析或者重新布點(diǎn)。實現(xiàn)代碼為pResultLayer = pODS.ExecuteSQL("select sum(b_xbmj) as mjh,count(*) as gs from "+ layerName1 + " where b_z_dl='有林地'", null, null)。

3.2.6 界面設(shè)計 通過C#編碼實現(xiàn)系統(tǒng)界面如圖3所示。

3.2.7 布點(diǎn)圖 將系統(tǒng)生成的各階段矢量成果，使用地理信息系統(tǒng)軟件，進(jìn)行制圖，展示圖框范圍布點(diǎn)、調(diào)查總體范圍布點(diǎn)、有林地范圍布點(diǎn)等情況(圖4)。

4 小結(jié)

文章介紹了GDAL技術(shù)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段的二類調(diào)查圖斑區(qū)劃與角規(guī)控制檢尺樣地的布設(shè)原理，以軟件研發(fā)的形式，在VS集成開發(fā)環(huán)境下，采用C#語言調(diào)用GDAL類庫，實現(xiàn)對圖斑區(qū)劃矢量的讀取、生成點(diǎn)狀矢量、篩選面狀與點(diǎn)狀交集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、輸出等功能。通過規(guī)范、統(tǒng)一、高效的方式實現(xiàn)控制樣地的布設(shè)，改變傳統(tǒng)布設(shè)方法的低效率。