基于Google Earth的林業(yè)調(diào)查規(guī)劃應(yīng)用研究

葉文林

（云南省曲靖市沾益區(qū)林業(yè)和草原局，云南 曲靖 655500）

林業(yè)調(diào)查規(guī)劃在林業(yè)建設(shè)和發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的地位，隨著我國林業(yè)快速發(fā)展，對于林業(yè)調(diào)查規(guī)劃質(zhì)量要求越來越高，傳統(tǒng)的使用地形圖和野外實(shí)地測繪定界的方法無法及時(shí)更新地形圖信息，數(shù)據(jù)信息存在誤差，而且工作效率低。Google Earth的出現(xiàn)為林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作帶來了技術(shù)上的支持，只需要下載軟件，按照軟件中的功能操作就可以準(zhǔn)確地獲取數(shù)據(jù)信息，而且數(shù)據(jù)信息更加真實(shí)清晰，在地形勘測、制圖實(shí)踐等方面都有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。近年來，我國林業(yè)快速發(fā)展，為林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作提出了更嚴(yán)格的要求，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，必須引進(jìn)更加先進(jìn)的技術(shù)、儀器設(shè)備等，而Google Earth軟件在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用是必然的，那么如何有效利用Google Earth軟件的優(yōu)勢，提高林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作質(zhì)量，是當(dāng)前林業(yè)調(diào)查工作者們需要深入思考的問題，也是本文研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

1.Google Earth概述

Google Earth是美國Google公司開發(fā)的一款軟件，通過將衛(wèi)星照片、航空照相以及GIS布置在三維模型上，客戶就可以在 Google Earth客戶端上查看高清晰衛(wèi)星圖片，基本上全球各地都可以查看，而且軟件是免費(fèi)的，為用戶提供了極大的方便。在Google Earth軟件中可以提供各種高清地貌影像數(shù)據(jù)，比如衛(wèi)星圖像、3D建筑物、地形地貌等，而且影像的清晰度比較高，還有強(qiáng)大的Google搜索技術(shù)，用戶在客戶端上可以將全球地理信息盡收眼前，無論是查詢?nèi)魏蔚攸c(diǎn)，只需要將目的地輸入，然后采用定位方法就可以了，操作比較簡單快捷。基本上每3年Google Earth軟件就需要更新一次數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)信息的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，目前全球大部分城市都可以通過Google Earth軟件查詢，覆蓋面比較廣泛，基本可以滿足用戶使用需求。目前，Google Earth在各行業(yè)中都有涉及，包括地形勘測、制圖實(shí)踐等工作中的應(yīng)用，極大地方便了工作人員，而且數(shù)據(jù)獲取更加準(zhǔn)確，相比較傳統(tǒng)的林業(yè)調(diào)查方法，Google Earth軟件彌補(bǔ)了耗時(shí)耗力的缺陷，也不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，對提高林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作質(zhì)量和效率都起到了顯著的作用。

2.Google Earth衛(wèi)星影像在地形、地貌、地物的區(qū)分

Google Earth軟件中可以利用衛(wèi)星技術(shù)為用戶提供實(shí)時(shí)圖片信息，比如高塔、山峰以及某街區(qū)等標(biāo)志性建筑物和地點(diǎn)進(jìn)行矢量化處理，而且在客戶端中也可以對矢量化的文件進(jìn)行更為詳細(xì)地編輯，這一點(diǎn)對于林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作開展提供了諸多便利。在實(shí)際操作中只需要利用電腦就可以添加和編輯各種建筑、預(yù)覽等，可以很好的滿足林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作需要，也避免了林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中人員安全問題。

另外，Google Earth軟件中用戶可以將特定目標(biāo)區(qū)域添加地標(biāo)、路徑，用多邊形工具進(jìn)行點(diǎn)、線和面的矢量化劃分，用戶可以對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行自定義編輯，比如自己建立模型再將模型上傳，這一功能為林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作帶來極大的便利。林業(yè)調(diào)查規(guī)劃過程中工作人員不需要大量的實(shí)地考察，借助Google Earth軟件建立坐標(biāo)系就能完成建筑物的初步設(shè)想，工作效率比較高，而且可以根據(jù)實(shí)際情況下對坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，不需要進(jìn)行繁瑣實(shí)地調(diào)查。同時(shí)，在Google Earth軟件中還可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和交流，節(jié)省了大部分修改和溝通的時(shí)間，工作效率明顯提升，其中標(biāo)簽方式也可以使預(yù)購圖更加清晰容易理解。

3.林業(yè)調(diào)查規(guī)劃現(xiàn)狀

林業(yè)資源調(diào)查是以宏觀掌握森林資源的現(xiàn)狀、動態(tài)變化等為主要目的，有一定調(diào)查期限和規(guī)范準(zhǔn)則，目前在我國已經(jīng)制定了比較完善的林業(yè)資源調(diào)查規(guī)劃體系，并且有更加先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中，比如RS、GIS技術(shù)等，為林業(yè)部門獲取森林結(jié)構(gòu)、森林資源變化情況提供了諸多便利，而且建立了資源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)森林資源數(shù)據(jù)信息的一體化查詢。同時(shí)，在林業(yè)病蟲鼠害防治、森林防火檢測與管理、森林生物量和碳儲量估測、濕地變化監(jiān)測以及林地保護(hù)利用規(guī)劃方面都發(fā)揮了重要作用，為林業(yè)部門的工作以及政府宏觀決策、林業(yè)經(jīng)營管理等提供了諸多便利。尤其在林業(yè)規(guī)劃方面，通過引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)切實(shí)提高了林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作效率和質(zhì)量。

林業(yè)調(diào)查規(guī)劃在林業(yè)發(fā)展中起到關(guān)鍵性作用，在傳統(tǒng)工作模式下需要林業(yè)調(diào)查規(guī)劃人員利用地形圖和野外實(shí)地測繪定界，缺乏先進(jìn)的技術(shù)手段，儀器精確度不足，資金欠缺，很難用于購置先進(jìn)的儀器設(shè)備，導(dǎo)致林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作效率比較低，而且無法及時(shí)更新地形圖信息，導(dǎo)致林業(yè)調(diào)查規(guī)劃數(shù)據(jù)存在誤差，即使前期工作做得很精細(xì)也無法有效保證勾繪的精度。自從3S技術(shù)發(fā)展并在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中得到廣泛應(yīng)用以后，國內(nèi)林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作中基本使用了衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，而且森林火災(zāi)調(diào)查、水土保持等都可以使用衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，并且為了防止出現(xiàn)較大的誤差，相關(guān)部門還采取了其他的輔助措施，比如實(shí)地勘查，使數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，但是同譜異物的問題并沒有得到根本的解決。同時(shí)，利用衛(wèi)星影像也能受到數(shù)據(jù)噪聲干擾出現(xiàn)無法識別的問題，從而影響林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作準(zhǔn)確性。另外，林業(yè)調(diào)查規(guī)劃儀器設(shè)備和技術(shù)需要投入大量的資金，也需要配備專業(yè)的技術(shù)人員，但是受到多種因素的限制，在實(shí)際工作中只能采取傳統(tǒng)的林業(yè)調(diào)查規(guī)劃方法，技術(shù)人員的專業(yè)普遍偏低，設(shè)備落后，工作質(zhì)量和效率總體偏低，甚至需要反復(fù)做同樣的工作。隨著Google Earth軟件的出現(xiàn)，其功能更加強(qiáng)大，不僅包括了衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，最關(guān)鍵的是Google Earth軟件是免費(fèi)使用的，而且可以將Google Earth軟件用于林業(yè)調(diào)查規(guī)劃過程中，彌補(bǔ)傳統(tǒng)林業(yè)調(diào)查規(guī)劃方法中的缺陷，不需要投入更多的資金，林業(yè)調(diào)查規(guī)劃效率、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性都得到提升，還能及時(shí)更新地形圖信息，減少林業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)偏差，將Google Earth軟件與RS、GIS等信息技術(shù)結(jié)合起來起到了事半功倍的效果。由此可見，相比較傳統(tǒng)的林業(yè)調(diào)查規(guī)劃方法，Google Earth軟件對于林業(yè)調(diào)查規(guī)劃人員來說是一個(gè)很好的選擇，在林業(yè)調(diào)查工作中也有可觀的發(fā)展前景。

4.Google Earth在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用優(yōu)勢

Google Earth是一款免費(fèi)試用的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)軟件，操作比較簡單，效率高且清晰度比較好，用戶在使用該軟件時(shí)只需要將某地點(diǎn)的坐標(biāo)輸入到軟件中就可以了，圖像中所展示的地形地貌與實(shí)際情況一致，可以給人一種置身其中的感覺。同時(shí)，軟件操作界面的功能比較簡單，即便是沒有接觸過軟件的人，一看就能明白。同時(shí)，Google Earth客戶端對于電腦配置沒有過多的要求，正常安裝就可以了，無論是付費(fèi)版還是免費(fèi)版的軟件地貌影像和3D數(shù)據(jù)都是一致的。另外，將Google Earth運(yùn)用到林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作中，谷歌地球的數(shù)據(jù)類型與arcgis、ENVI等有效融合起來，方便林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作人員及時(shí)獲取野外核查路線信息、提取矢量信息等，這些優(yōu)勢是其他軟件以及傳統(tǒng)林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作方法中不具備的，可以說Google Earth軟件的應(yīng)用切實(shí)提高了林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作質(zhì)量和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

另外，在Google Earth軟件中圖片信息經(jīng)過矢量化操作獲取KML格式文件，將其轉(zhuǎn)化為SHP格式以后，可以將坐標(biāo)以坐標(biāo)點(diǎn)串的形式儲存起來，方便工作人員修改，而且轉(zhuǎn)化以后的格式儲存空間比較小。Google Earth軟件中的功能操作都比較簡單，省去了繁瑣的操作，為工作人員提供更多修改和交流的時(shí)間。同時(shí)，Google Earth上可以了解林業(yè)調(diào)查規(guī)劃結(jié)果，公開透明，還可以讓社會公眾監(jiān)督，也可以吸取公眾的意見，群眾也可以自定義的將自己想法建立地標(biāo)、策劃綠化工程等，集思廣益共同建設(shè)，增強(qiáng)社會公眾的環(huán)保意識。與傳統(tǒng)的林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作方法相比，Google Earth軟件的應(yīng)用轉(zhuǎn)變了林業(yè)調(diào)查規(guī)劃方法，效率更高，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，也使得社會公眾都參與到林業(yè)建設(shè)中。

5.Google Earth在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中存在的問題

Google Earth在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用具有顯著的優(yōu)勢，普通用戶的需求基本可以滿足，但是對于一些國內(nèi)專業(yè)的領(lǐng)域來說，Google Earth的應(yīng)用仍然有很多不足之處。國內(nèi)林業(yè)調(diào)查系統(tǒng)使用的是高斯—克呂格坐標(biāo)系統(tǒng)，Google Earth中使用的是QGS84坐標(biāo)系統(tǒng)，這兩種不同的系統(tǒng)有很大的區(qū)別，有不同的大地基準(zhǔn)面，而且參照的橢球體不一樣，導(dǎo)致兩張地圖上同一個(gè)地點(diǎn)在坐標(biāo)投影轉(zhuǎn)換上會存在問題。為了保證獲取準(zhǔn)確的參數(shù)可以使用GIS平臺，以“三參數(shù)法”或者“七參數(shù)法”轉(zhuǎn)換坐標(biāo)基準(zhǔn)面就可以了。另外，Google Earth中有繪制工具，可以進(jìn)行圖斑、點(diǎn)狀物、線狀物等的勾繪，再將數(shù)據(jù)導(dǎo)出來就可以獲取常規(guī)格式。如果將數(shù)據(jù)用于GIS平臺中會涉及到文件格式轉(zhuǎn)換的問題，比如Google Earth導(dǎo)出的是KML格式，這種格式操作比較簡單，而且容易理解，為了解決文件格式轉(zhuǎn)換問題，GIS平臺為Google Earth提供了KML格式支持，使Google Earth很好的應(yīng)用到林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中。

6.Google Earth在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用

6.1 下載拼接衛(wèi)星影像圖

在Google Earth客戶端中為用戶提供了免費(fèi)的衛(wèi)星影像圖，實(shí)效性比較強(qiáng)，在1~3年內(nèi)會將數(shù)據(jù)更新，而且清晰度比較高，分辨率在2.5~4.0m，能夠滿足用戶的基本需求，而且在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中獲取的數(shù)據(jù)也比較精準(zhǔn)。但是Google Earth衛(wèi)星影像圖需要下載到本地，將坐標(biāo)投影轉(zhuǎn)換以后就可以結(jié)合GIS系統(tǒng)使用。下載時(shí)可以使用谷歌衛(wèi)星地圖下載器下載，找到目標(biāo)區(qū)域以后，用框選下區(qū)域工具框選目標(biāo)區(qū)域并在下載區(qū)域雙擊鼠標(biāo)左鍵就可以了。在下載完成以后將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，拼接成衛(wèi)星影像圖，最后保存成Tiff格式。

6.2 坐標(biāo)配準(zhǔn)

從2012年9月開始，Google Earth海外服務(wù)器的多個(gè)IP地址被國家防火墻封鎖，國內(nèi)用戶無法正常訪問，為了國家保密工作需要，國內(nèi)服務(wù)器上Google Earth的坐標(biāo)采取了偏移處理方法，所以國內(nèi)用戶要想正常使用Google Earth軟件需要進(jìn)行坐標(biāo)配準(zhǔn)，才能獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。首先，定義坐標(biāo)，用戶下載Google Earth以后衛(wèi)星圖像圖是Tiff格式，需要在ARCMAP中將坐標(biāo)定義為WGS—84地理坐標(biāo)；然后是坐標(biāo)投影，需要用ARCTOOL—BOX，在工具箱中有投影格柵工具可以將WGS—84轉(zhuǎn)變?yōu)槲靼?0投影坐標(biāo)；最后再進(jìn)行坐標(biāo)配準(zhǔn)，因?yàn)閲冶Ｃ苄枰l(wèi)星影像圖都做了偏移處理，為了正常使用，獲取精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息必須對坐標(biāo)進(jìn)行配準(zhǔn)。操作方法：在ARCMAP添加衛(wèi)星影像圖和西安80坐標(biāo)信息的地形圖作為配準(zhǔn)參考圖，然后選擇一個(gè)公共參考點(diǎn)，利用一階多項(xiàng)式變換法將衛(wèi)星影像圖配準(zhǔn)到正確的位置就可以使用了。在配準(zhǔn)以后用于林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中便于工作人員獲取到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，提高工作效率。

7.利用Google Earth發(fā)布林業(yè)調(diào)查規(guī)劃成果

在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作中，工作人員需要收集大量的數(shù)據(jù)信息，比如森林資源分布圖、生態(tài)公益林分布、林業(yè)建設(shè)規(guī)劃圖、防火信息圖等，在完成調(diào)查以后可以將收集到的數(shù)據(jù)信息在Google Earth上發(fā)布，再與政務(wù)公開平臺結(jié)合起來，方便公眾瀏覽，對森林資源相關(guān)信息有全面的了解，還能及時(shí)向社會展示林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作成效以及林業(yè)建設(shè)工作取得的成績。

在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作中經(jīng)常使用ARCGIS，成果也主要是SHP格式文件，其中包括一些屬性信息，如果在Google Earth上發(fā)布數(shù)據(jù)必須提前做好屬性整理，及時(shí)將不適合公開的屬性信息刪除掉，保證數(shù)據(jù)的隱私性。屬性盡量的簡潔明了，方便用戶在Google Earth中查看和使用。SHP格式文件需要轉(zhuǎn)換為KML格式才能使用，先將SHP格式文件導(dǎo)出為要素類，再添加到ARCMAP中，使用轉(zhuǎn)換工具中的圖層中的功能將文件轉(zhuǎn)換為KML格式，經(jīng)過以上操作步驟轉(zhuǎn)換可以防止文件數(shù)據(jù)丟失。

最后將轉(zhuǎn)換的文件在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行共享或者也可以發(fā)布在網(wǎng)站上，為廣大用戶提供下載服務(wù)。將KML文件下載疑惑，只需要利用Google Earth的文件菜單下的打開命令，就可以將下載的文件導(dǎo)入到Google Earth中，然后進(jìn)行瀏覽。

8.結(jié)語

Google Earth是利用衛(wèi)星在空中對地球上地點(diǎn)、建筑等進(jìn)行記錄，配合GIS平臺可以更加清晰的看到每一個(gè)地點(diǎn)，為林業(yè)調(diào)查規(guī)劃人員提供了更多便利，而且Google Earth軟件中的衛(wèi)星影像圖經(jīng)常更新，保證了數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性和實(shí)效性。同時(shí)，軟件的功能操作比較簡單，用戶體驗(yàn)好感度強(qiáng)，而且用戶使用Google Earth不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，只需要有電腦就可以了。根據(jù)國家保密工作要求，衛(wèi)星影像圖的坐標(biāo)經(jīng)過了偏移處理，必須進(jìn)行配準(zhǔn)以后才能使用。另外，Google Earth軟件是免費(fèi)使用的，林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作中使用Google Earth軟件可以降低成本，工作質(zhì)量和效率明顯提升。隨著技術(shù)水平不斷提高，Google Earth在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中將會得到廣泛應(yīng)用，也會有更多先進(jìn)的技術(shù)手段應(yīng)用到林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中，從而提高林業(yè)調(diào)查規(guī)劃水平。