谷歌地球等軟件在林地稽查中的應(yīng)用

摘要：? 研究手持GPS測(cè)量工具與谷歌地球、Global_Map、MapSoure、ForeStar以及CAD相結(jié)合，應(yīng)用于林地稽查案件的測(cè)量與結(jié)果輸出中。讓手持GPS的測(cè)量精度更加準(zhǔn)確，以及更加直觀的展現(xiàn)同一地點(diǎn)不同時(shí)期的林地植被變化情況，為行政處罰提供更好的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：? 林地稽查;? 手持GPS;? 地理信息系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：? ?S 771. 8? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1001 - 9499（2020）06 - 0036 - 03

林地稽查作為我國(guó)自然資源執(zhí)法隊(duì)伍中的重要環(huán)節(jié)，是維護(hù)我國(guó)生態(tài)安全、保護(hù)林地的重要力量。隨著機(jī)構(gòu)改革的推進(jìn)，整合后的林地稽查隊(duì)伍承擔(dān)了更多的歷史使命和責(zé)任。如何快速處理林地執(zhí)法案件、準(zhǔn)確測(cè)量林地面積、直觀展示破壞程度是林地執(zhí)法的重要環(huán)節(jié)。

1 手持GPS設(shè)置

1. 1 目前主流手持GPS

目前，市場(chǎng)上手持GPS種類(lèi)繁多，主流手持GPS主要有麥哲倫系列、集思寶系列、天寶系列、佳明系列、合眾思?jí)严盗小⒅泻＿_(dá)系列、南方測(cè)繪系列等，其測(cè)量精度和應(yīng)用范圍大同小異。好多手持GPS機(jī)器除了可以接受美國(guó)的全球定位系統(tǒng)信號(hào)外，還加入了我國(guó)北斗系統(tǒng)模塊，使測(cè)量精度和穩(wěn)定性逐步提高。

1. 2 目前大連市林地稽查使用的坐標(biāo)系統(tǒng)

目前，大連使用的林地?cái)?shù)據(jù)主要是北京54坐標(biāo)系、西安80坐標(biāo)系和大地2 000坐標(biāo)系，其中大地2 000坐標(biāo)系是我國(guó)現(xiàn)在推廣使用的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，林業(yè)數(shù)據(jù)正陸續(xù)從北京54 和西安80坐標(biāo)系往大地2 000坐標(biāo)系過(guò)度?，F(xiàn)在有一個(gè)并存期，即在測(cè)量和出報(bào)告時(shí)，都是根據(jù)林地破壞年份來(lái)選擇不同年份的林地變更數(shù)據(jù)庫(kù)。大連2008年以前的林地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)為北京54坐標(biāo)系，2008～2018年為西安80坐標(biāo)系，2019年林地變更數(shù)據(jù)為大地2 000坐標(biāo)系。

作為技術(shù)人員，我們只能根據(jù)林地的破壞年份來(lái)選擇不同的數(shù)據(jù)庫(kù)和坐標(biāo)系來(lái)進(jìn)行測(cè)量，并出具現(xiàn)場(chǎng)勘查報(bào)告。

1. 3 手持GPS參數(shù)設(shè)置

目前，市場(chǎng)上通用的手持GPS所使用的坐標(biāo)系通常是WGS84，只有通過(guò)參數(shù)設(shè)置將WGS84坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到大連地區(qū)的北京54、西安80和大地2000坐標(biāo)系才能落在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。主流的手持GPS終端，只有通用的參數(shù)修改，沒(méi)有針對(duì)每個(gè)地方的參數(shù)，手持GPS用戶(hù)只能通過(guò)用戶(hù)自定義系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，主要有3個(gè)參數(shù)、5個(gè)參數(shù)和7個(gè)參數(shù)的。大部分手持GPS主要是提供5參數(shù)設(shè)置，即dx、dy、dz、da、df。在北京54坐標(biāo)系中，da為固定值da=-108、df=0.000 000 5，其他的都需要自己去測(cè)算，大連地區(qū)北京54坐標(biāo)系這3個(gè)參數(shù)分別為：dx=-3、dy=-126、dz=-45;西安80坐標(biāo)系的5個(gè)參數(shù)為dx=-104、dy=-54、dz=-2、da=-3、df=0.000 000 000 028 7。大連地區(qū)帶號(hào)為40度帶和41度帶，即中央經(jīng)線為120°和123°。

2 通用軟件介紹

目前的手持GPS機(jī)主要是通過(guò)MapSoure等軟件將數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦。MapSource是針對(duì)Garmin GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理、編輯和應(yīng)用的一個(gè)軟件，它存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的文件的后綴名一般為“gdb”，存儲(chǔ)的內(nèi)容主要包括航點(diǎn)、航跡、航線和地圖。手持GPS測(cè)量的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)MapSource進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，以及導(dǎo)入谷歌地球中。

谷歌地球是一款谷歌公司開(kāi)發(fā)的虛擬地球軟件，它把衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在一個(gè)地球的三維模型上?？梢酝ㄟ^(guò)參數(shù)設(shè)置直接將測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)MapSource導(dǎo)入谷歌地球中，也可以將測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)Global_Map導(dǎo)入谷歌地球中。

Global_Map是一款地圖繪制軟件，不僅能夠?qū)?shù)據(jù)（例如：SRTM數(shù)據(jù)）顯示為光柵地圖、高程地圖、矢量地圖，還可以對(duì)地圖作編輯、轉(zhuǎn)換、打印、記錄GPS及利用數(shù)據(jù)的GIS功能，并且可以直接訪問(wèn)美國(guó)地質(zhì)勘探局衛(wèi)星照片TerraServer數(shù)據(jù)庫(kù)和Global Mapper內(nèi)部的地形圖及以真實(shí)的3D方式查看高程地圖的功能。

3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

3. 1 手持GPS數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦

手持GPS直接將數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦，并且可以保存成“txt”文件、“dwf”文件，通過(guò)保存成這兩個(gè)文件，可以將GPS數(shù)據(jù)導(dǎo)入CAD等其他軟件中去;也可以直接通過(guò)MapSource進(jìn)入谷歌地球。

3. 2 手持GPS數(shù)據(jù)間的相互導(dǎo)入

3. 2. 1 ForeStar的導(dǎo)入

ForeStar是由北京地林偉業(yè)公司基于ArcGIS二次開(kāi)發(fā)的、應(yīng)用于林業(yè)系統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)軟件，該軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)林業(yè)二調(diào)數(shù)據(jù)的空間分析、轉(zhuǎn)化、制圖等功能，是一款很實(shí)用的專(zhuān)業(yè)軟件。

手持GPS數(shù)據(jù)導(dǎo)入到該軟件主要有兩種方法：1、首先將GPS數(shù)據(jù)通過(guò)MapSource導(dǎo)入到電腦，保存成“txt”格式的文件，再直接通過(guò)ForeStar軟件中“數(shù)據(jù)維護(hù)”模塊下“GPS數(shù)據(jù)導(dǎo)入”功能導(dǎo)入軟件中，自動(dòng)生成面圖層和線圖層，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。2、將GPS數(shù)據(jù)通過(guò)MapSource導(dǎo)入電腦，保存成“dxf”文件，在CAD中打開(kāi)處理后，通過(guò)該軟件“數(shù)據(jù)維護(hù)”模塊下的“CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入”功能，直接導(dǎo)入到軟件中，生成面圖層和線圖層，從而進(jìn)行其他操作。推薦第2種導(dǎo)入方式，因?yàn)榈?種對(duì)“txt”文件中坐標(biāo)點(diǎn)和格式有嚴(yán)格要求，操作起來(lái)并不是很方便。

3. 2. 2 谷歌地球的導(dǎo)入

將手持GPS數(shù)據(jù)導(dǎo)入谷歌地球是林地稽查中最關(guān)鍵的步驟，因?yàn)楣雀璧厍蚴杖肓瞬煌攴?、不同月份的衛(wèi)星遙感影像，通過(guò)時(shí)間軸對(duì)比能直觀發(fā)現(xiàn)破壞的年度和每年的破壞情況，便于執(zhí)法和處罰。

通常導(dǎo)入谷歌地球的方式有：一是通過(guò)Map

Source軟件中“視圖”模塊下的“在Google Earth中查看”功能，直接導(dǎo)入谷歌地球;二是將數(shù)據(jù)通過(guò)MapSource軟件，轉(zhuǎn)換成“txt”格式或“dxf”格式，再導(dǎo)入進(jìn)CAD軟件中，在CAD中進(jìn)行處理，處理后通過(guò)Global_Map軟件對(duì)處理過(guò)的CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，保存成“kmz”文件，直接在谷歌地球中打開(kāi)。

這兩種方式本人推薦第2種，因?yàn)榈?種只是單純的導(dǎo)入查看，由于在測(cè)量過(guò)程中，不可能完全按照線路走，會(huì)造成點(diǎn)的交叉，不利于數(shù)據(jù)處理，而通過(guò)CAD處理后的數(shù)據(jù)，更加簡(jiǎn)明直白，更利于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。

3. 2. 3 Global_Map的導(dǎo)入谷歌地球的數(shù)據(jù)處理

Global_Map軟件系統(tǒng)中沒(méi)有收入北京54、西安80以及大地2 000坐標(biāo)系的參數(shù)，要想準(zhǔn)確無(wú)誤差的導(dǎo)入到谷歌地球中，就需要在Global_Map中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。在該模塊為“工具”模塊中的“設(shè)置”里選擇“投影”后進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。

北京54坐標(biāo)系為克拉索夫斯基橢球參數(shù)，橢球坐標(biāo)參數(shù)如下：長(zhǎng)半軸a=6 378 245 m;短半軸=

6 356 863.018 8 m;扁率α=1/298.3;第一偏心率平方= 0.006 693 421 622。西安80坐標(biāo)系為IUG 1975年大會(huì)推薦的參數(shù)，幾何參數(shù)為：長(zhǎng)半軸a=

6 378 140±5（m）;短半軸b=6 356 755.288 2（m）;扁 率α=1/298.257;第一偏心率平方 =0.006 694 384 999 59; 第二偏心率平方=0.006 739 501 819 47。2000國(guó)家大地坐標(biāo)是全球地心坐標(biāo)系在我國(guó)的具體體現(xiàn)，采用的地球橢球參數(shù)為：長(zhǎng)半軸 a=6 378 137 m，扁率 f=1/298.257 222 101，地心引力常數(shù)GM=? ?3.986 004 418×1014 m3s-2，自轉(zhuǎn)角速度ω=7.292 l15×

10-5rad s-1，短半軸b=6 356 752.314 14 m，極曲率半徑=6 399 593.625 86 m，第一偏心率e=0.081 819 191 042。在Global_Map中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，保存成“kmz”文件，可以直接將測(cè)量的北京54、西安80或者大地2000坐標(biāo)系數(shù)據(jù)直接準(zhǔn)確無(wú)誤的導(dǎo)入到谷歌地球中去。

3. 2. 4 導(dǎo)入谷歌地球的數(shù)據(jù)的處理

由于手持GPS存在一定誤差，導(dǎo)入谷歌地球也會(huì)有一定誤差，故通過(guò)谷歌地球上的測(cè)量工具等相關(guān)工具，對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并在CAD中進(jìn)行微調(diào)，最后可以做到和谷歌地球上個(gè)影像完全吻合，并且與已經(jīng)處理好的1∶1萬(wàn)遙感影像疊加也準(zhǔn)確無(wú)誤，說(shuō)明該數(shù)據(jù)是可以應(yīng)用。

4 思考與展望

如今各個(gè)軟件平臺(tái)越來(lái)越開(kāi)放化，我們正在試圖將各個(gè)軟件的功能進(jìn)行整合，做到用最短的時(shí)間得到精確的數(shù)據(jù)。本身谷歌地球非專(zhuān)業(yè)版的遙感數(shù)據(jù)也存在一定的誤差，故我們正在試圖通過(guò)購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)業(yè)版，來(lái)增加數(shù)據(jù)處理的精度，以便更好地為林業(yè)稽查服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張珺棱.? 谷歌地球在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方面的綜合利用[J].? 西部資源，? 2019（1）：? 124 - 125.

[2] 都本緒.? 2017. GIS在大連松材線蟲(chóng)病預(yù)防中的應(yīng)用[J].? 防護(hù)林科技，? 2017（7）：? 76 - 77.

[3] 周立坤.? 試論谷歌地球及手持GPS在凌源鄉(xiāng)鎮(zhèn)水保站的基礎(chǔ)應(yīng)用[J].? 內(nèi)蒙古水利，? 2017（4）：? 56 - 57.

[4] 徐磊，? 巫兆聰 ， 羅飛 ， 等.? 基于GF-1/WFV與MODIS時(shí)空融合的森林覆蓋定量提取[J].? 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，? 2017（7）：145 - 152.

[5] 趙小明.? 谷歌地球在山區(qū)公路前期設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].? 西部交通科技，? 2017（6）：? 52 - 54.

第1作者簡(jiǎn)介：? 都本緒（1983-），? 男，? 高級(jí)工程師，? 碩士，? 主要從事林業(yè)規(guī)劃、? 森林調(diào)查。

收稿日期： 2020 - 03 -? 05

（責(zé)任編輯：? ?李 丹）