基于 Google Earth的1∶50000地質地理底圖更新

王宏俊

(紫瑯職業技術學院,江蘇 南通 226002)

基于 Google Earth的1∶50000地質地理底圖更新

王宏俊

(紫瑯職業技術學院,江蘇 南通 226002)

數字地理底圖是地質環境調查不可缺少的組成部分,但現有數據大多現勢性較差,如何更新值得探討。文中提出利用 Google Earth進行地理底圖更新的方法,并介紹了更新的步驟和精度,該方法簡單快捷、可操作性較強,具有一定的實用價值。

Google Earth;地理底圖;更新;精度

0 引言

數字地理底圖是具備地圖數學基礎和基本地理要素(水系、居民地、道路交通、行政區界、地形等),用作專題地圖數據庫或專題地圖產品的骨架和控制的統一地理基礎的數字地圖。1∶50 000數字地理底圖為地質部門提供了編制各種專題圖的基本地理要素,為專題信息的定位及其與周圍地理環境的關系和分布規律提供了重要依據。因此數字地理底圖是地質環境調查工作中不可缺少的組成部分,其精度、制圖綜合、現勢性直接影響到地質環境調查的成果質量。

2010年2月,某供水水源地水文地質項目,要對約600 km2的區域進行勘查,現有的1∶50 000地理底圖基礎數據大多是在20世紀70年代成圖的基礎上形成的,近20年來,隨著國民經濟的迅速發展,道路、居民地、河流、行政區界等要素發生了巨大的變化,原有地理底圖的現勢性已經不能滿足要求。因此,地理底圖更新是一個比較突出的問題,如何經濟快捷地更新地理底圖值得探討。

1 Google Earth簡介

Google Earth是美國 Google公司于2005年6月推出的全球地理信息系統搜索軟件,Google Earth采用了成熟的寬帶流技術,能實時地為客戶提供數據,Google Earth上的全球地貌影像的有效分辨率一般為30 m,在某些區域分辨率為1 m或0.6m的高精度影像,在局部區域甚至可達0.15 m,且影像以免費的形式發布,相對傳統的信息獲取渠道,Google Earth無疑節省了大量的投資。

Google Earth的出現對傳統的 GIS平臺形成了強大的沖擊,它以免費、開放、簡單易用的特點,吸引了大量的使用者?；?Google Earth的地理信息開發與應用已經出現在多個領域,例如陳建平等人利用 Google Earth進行了陜西省土壤分類信息系統開發研究[1],黃舒寒懋等人研究了 Google Earth在數字九寨溝中的應用[2],楊翼飛等人利用Google Earth進行土地利用更新[3],余豐華等人利用 Google Earth進行地質災害管理[4],陳強等人利用 Google Earth進行了地震應急方面的應用[5]等。

2 基于Google Earth的地質地理底圖更新

2.1 地理底圖更新的要求

地理底圖更新的目的是在保證基本圖精度的前提下,提高底圖的現勢性和實用性。地圖數據地物更新要求應參照文獻[6,7],在平原和丘陵地區為圖上0.5mm,在山地為圖上0.75mm。因此,1∶50000地理底圖平原及丘陵地區地物變化在25 m以上需要更新,山區在37.5m以上需要更新。

通常情況下人對紙質地圖的目視分辨率在0.07～0.1 mm左右,地理底圖更新要求影像分辨率一般應達到圖上0.1mm,即1∶50000地理底圖更新要求影像的分辨率應該在5 m以內。

2.2 可行性分析

2.2.1 Google Earth影像的現勢性

Google Earth中可以查看影像的拍攝時間。其影像大多為2006年以后,部分區域已經更新至2010年,現勢性較強。該供水水文地質勘查項目地理底圖更新區域的影像拍攝于2009年6月及2009年12月,現勢性可以滿足要求。

2.2.2 影像分辨率

Google Earth上的全球地貌影像的有效分辨率一般為30 m,在某些區域是分辨率為1 m或0.6 m的高精度影像,在局部區域甚至可達0.15 m。該項目地理底圖更新區域的影像采用的是geoeye融合后的高清晰影像,分辨率為0.41 m,可以準確地判讀出地物信息,完全可以滿足該次地理底圖更新要求。如圖1位置在以前地理底圖中為耕地,現為采煤塌陷地,部分已經進行復墾。圖2位置在更新前為耕地,更新后變為工礦用地。從影像上可以清晰地判讀出變化的區域輪廓及相關的地物信息。

2.2.3 技術可行性分析

目前利用遙感影像更新中小比例尺地圖技術已經成熟,相關部門已經有了很多應用實踐[8,9],利用Google Earth更新1∶50 000地理底圖從技術方面完全可行。

2.3 更新的方法及步驟

2.3.1 Google Earth影像的獲取及處理

利用第三方軟件或利用Vs.net等開發平臺采用屏幕捕捉或對 Google Earth緩存數據處理,獲取Google Earth的分塊影像,利用程序對采集影像進行拼接。實踐生產過程中,采用 GetScreen軟件,先確認捕捉范圍,然后對 Google Earth進行屏幕捕捉(注意:在捕捉過程中關閉 Google Earth的 Terrain選項,捕捉結束后自動完成圖像的拼接)。

圖2 新增的企業

在獲取圖像后,通過遙感處理軟件 ENV I或ERDAS,可將一系列的遙感影像利用像控點產生的重疊,進行疊加合成,并選取像控點對影像進行校正,在校正時像控點應該均勻分布在影像圖上,且密度足夠。校正完成后形成一幅工作底圖。

2.3.2 地理底圖更新

在地理底圖更新時可以使用M ap GIS等地理信息軟件,將原有的1∶50 000地理底圖矢量數據與處理后的影像數據透明疊加分析,以影像數據作背景,采用人機交互方法進行影像判讀,對矢量數據在影像圖上可判定已經不存在的要素應刪除,當地物、地貌變化較大(平原及丘陵地區25m,山區37.5m)應進行更新,對與地質信息密切相關的地形地物信息應該進行重點更新。

相對1∶50 000比例尺地理底圖,地面高程相對變化較小,一般不需要更新。

3 精度評定

在地理底圖更新完成后,使用 GPS RTK對部分更新區域進行了檢查,共檢查地物點40點,基本覆蓋整個更新區域,平面較差結果見表1。

從表1可以看出,更新的地物點平面較差大多在10m以下,占檢查總點數的80%,精度較好。

以 GPS RTK測量結果為真值,計算平面中誤差:

式中:d為坐標平面較差;n為檢查總點數。

表1 GPS RTK檢查結果

文獻[10]要求圖上地物點相對附近控制點的平面位置中誤差一般不得大于圖上0.5 mm,即實地25 m。由上可以看出,利用 Google Earth進行地理底圖更新可以滿足要求。

4 結語

利用 Google Earth的影像數據,在經過影像處理、配準校正后,進行1∶50 000地理底圖更新,可以滿足精度要求,且該方法數據源獲取方便,數據現勢性較好,有一定的實際應用價值。

[1] 陳建平,常慶瑞,陶文芳,等.基于 Google Earth的 GIS專題制圖技術研究與應用[J].水土保持通報,2008,28(6):63-66.

[2] 黃舒寒懋,苗放,葉成名,等.基于 Google Earth的數字九寨溝應用[J].地理空間信息,2009,7(2):97-99.

[3] 楊翼飛,唐詩華,文鴻雁.基于 Google Earth的3S技術在桂林市土地更新中的應用[J].測繪通報,2008,(11):61-63.

[4] 余豐華,姜云.Google Earth在浙江省地質災害管理中的應用[J].地質災害與環境保護,2007,18(3):98-103.

[5] 陳強,姜立新,帥向華.Google Earth在地震應急中的應用[J].地震,2008,28(1):121-128.

[6] DZ/T 0157-95.1∶50000地質圖地理底圖編繪規范[S].

[7] DZ41-86.區域地質圖地理底圖編繪及地質圖清繪規程比例尺1∶50000[S].

[8] 劉天光,曹培國,孔琴.SPOT5衛星遙感影像在土地利用數據庫系統更新中的應用[J].山東國土資源,2007,23(6-7):55-56.

[9] 孫成忠,李成名,洪志剛.基于衛星遙感影像的城市地圖快速更新技術[J].測繪通報,2002,(12):17-19.

[10] GB12343-90.1∶25000,1∶50000 地形圖編繪規范[S].

Renew of Geological Base Map with the Scale of 1∶50000 Based on Google Earth

WANG Hongjun
(Zilang Vocational Technical College,Jiangsu Nantong 226002,China)

Digital geographical base map is an indispensable part of the geological environment investigation.Since most of the basema pdatas is not p resent datas,it is necessary to discuss how to renew them.In this paper,the method for renewing geological basemaps based on Google Earth is introduced,its steps and precision are analyzed as well.It is regarded that this is a simpler and effective method with wide application field.

Google Earth;geographic base maps;renew;precision

P237

B

2010-07-08;

2010-07-26;編輯:陶衛衛

王宏俊(1969—),男,江蘇海安人,高級工程師,主要從事測繪方向科研及教學工作;E-mail:hjwangnt@139.com。