Google earth在平原區林果資源調查中的應用

張志軍

(新疆阿克蘇地區中心林管站，新疆 阿克蘇 843000)

塔里木盆地周邊，林果基地發展勢頭迅猛，建立林果資源地理信息數據庫成為林果產業發展必要的工作。這項工作，可以全面的、精準的指導林果基地建設、產業規劃布局、病蟲害預測預報、林產品銷售中涉及的原產地溯源以及年度產量預測等工作。林果資源調查，是一項耗時耗力的工作，按照以往常規調查辦法，要求調查隊伍專業化，調查人員即要熟悉衛片的判讀，又要運用Gis 地理信息系統，還要有一定的林果資源因子的調查理論知識。

通過以下方式步驟，可以調動基層林業技術力量，采取不同的分工方式，合力完成林果資源調查和數據庫建立工作，發揮各自熟悉區域地貌植被的優勢，達到省時省力的目的，調查的基本概念和主要做法如下。

1 基本概念

Google earth 來源于Keyhole(鑰匙孔)公司自家原有的旗艦軟件。Google earth 的衛星影像，并非單一數據來源，而是衛星影像與航拍的數據整合。其衛星影像部分來自于美國DigitalGlobe 公司的QuickBird(捷鳥)商業衛星與EarthSat 公司，航拍部分的來源有 BlueSky 公司、Sanborn 公司。在中國大陸Google earth 上的全球地貌影像的有效分辨率通常為30 m，塔里木盆地周邊，重要的城市周邊區域會提供分辨率為1 m 和0.5 m 左右的高精度影像，視角高度(Eye alt)分別約為500 m 和350 m。當然高分辨率精度影像，有利于林果資源判識。Google earth(簡稱GE)，還有的優勢是互聯網及時查閱影像資源，關鍵是對個人用戶完全免費，KML 數據格式允許導入和導出，與其他軟件交流更加便利。

在這項工作中，我們利用GE 主要是勾畫林果資源小班界線。

2 方案

2.1 人員配置方案

參加人員主要是地、縣和鄉級林業技術人員。地區級技術人員1 名，主要負責檢查縣級數據庫的邏輯合理性，縣級技術人員2 名，培訓鄉級林業技術人員，調查前期資料準備，同時檢查、核實調查數據的準確性、數據處理等工作。每個鄉級林業技術人員2 名，負責本轄區的經濟林外業調查工作。

地區級技術人員要求全面掌握Arcgis 軟件的應用，衛星影像判讀以及把WGS－84 坐標轉換為西安80 坐標方法，尋找三參數轉換法中的參數數值，符合林業調查規劃的精度要求。

縣級技術人員，要掌握GE 區劃的方法，制定小班編號(唯一識別碼)，經濟林小班調查因子的概念和調查工具的應用。

鄉級林業技術人員，要熟悉本轄區GE 表現的衛星影像并準確的識別路、渠、村莊、林帶、成林林果資源小班的影像。并掌握根據現地情況，在衛星影像圖紙上，準確勾繪小班界的方法。掌握在GE 中添加多邊形和添加路徑的方法，按照林業資源調查的規則，從上到下，從左到右進行編號，編號的規則是鄉代碼+村代碼+順序號。

這種技術分工方式，充分考慮了各級技術人員知識結構的差異，做到人盡其才，各自發揮技術優勢，工作環境優勢，調動和充分發揮各級技術人員的力量，提高林果資源調查工作的精度和廣度。

2.2 方案流程

其實，在林果資源調查中，最耗時耗力的工作是小班區劃和林果小班因子調查工作。小班區劃在室內通過計算機，掌握和了解GE 呈現的衛星影像情況(后面關鍵技術將詳細介紹如何區分判斷)，按照片林添加多邊形，林帶添加路徑的方法，進行勾繪。勾繪完的小班成果，統一交由地區級技術人員，進行坐標系轉換，顯示編號的小班，附加到近期的衛星影像上，打印成外業可以調查的比例圖紙。交由鄉級技術人員開始外業的調查，外業調查主要任務是，對小班區劃錯誤的界線進行修改，按照調查因子，不同樹種，同一樹種樹齡相差3年以上，要區劃為不同的小班，按照這個要求，現地對圖紙上小班界進行重新勾繪，對新增的小班進行編號，并標示在圖紙上。記錄簿上記錄清楚小班調查的各項因子，轄區調查完畢，縣級技術人員開展抽查工作，按照20%比例，對小班調查因子和小班界區劃情況，進行抽查核對，誤差控制在5%以內。縣級核實通過的轄區，工作回到室內，在 GE 中，進行修改，調查因子錄入.xls 文件。最后全縣的數據進行合并，連帶數據庫一并交地區級技術人員核對入庫，統一形成.shp 文件格式。

2.3 關鍵技術及注意事項

2.3.1 坐標投影變換 由于 GE 的坐標系統是WGS－84 坐標系，而目前地形圖以及土地資源圖，大多采用西安80 投影坐標系，因此需要進行坐標投影變換后才能配合手頭的底圖進行再編輯。

(1)創建自定義坐標變換。把WGS －84 坐標轉換為西安80 坐標，是在不同的坐標系統中轉換，通過用MOLODENSKY 三參數轉換法轉換，一般可以達到林業調查規劃的精度要求。

在ARCMAP 中，用 ARCTOOLBOX 數據管理工具箱中的創建自定義地理變換工具創建自定義坐標變換，在創建窗口對話框中輸入地理坐標變換名稱、輸入地理坐標系(選擇WGS －84 地理坐標)、輸出地理坐標系(選擇西安80 投影坐標)、轉換方法(MOLODENSKY)、X、Y、Z 軸平移(即當地的 GPS 坐標轉換參數dx、dy、dz)等參數后即可創建自定義坐標變換。在輸入平移參數時要注意平移方向，確定平移參數的正、負。［2］

(2)坐標投影變換。在 ARCMAP 中，用ARCTOOLBOX 數據管理工具箱中的要素投影工具采用上述自定義的地理變換，把WGS－84 地理坐標變換為西安80 投影坐標。經投影變換后即可在ARCMAP 中配合地形圖進行編輯。

2.3.2 GE 中勾繪小班邊界方法

(1)如何勾繪。在GE 中能夠熟悉和判識影像呈現的路、渠、林帶邊界，按照平原區林果種植的規律和小班區劃的技術規定，根據種植區域，圖斑表現特點的一致性，勾繪成一個小班。如圖1。

圖1

(2)不同齡組和樹種的小班勾繪，在GE 影像中可以明顯區分開來。如冬季樹梢的高大和矮小，現地表現為樹齡的大小。圖斑顆粒的不同，表現出樹種的不同。如圖2、圖3、圖4 表現。

圖2

圖3

圖4

2.3.3 衛星影像解譯判讀和修改 對在GE 中勾繪的小班界線，在現地根據實際情況，在圖紙上重新勾繪。回到室內，再進行電子圖件的修改。2.5 m分辨率的衛星影像中顯示的林帶、田塊的規整度、顏色以及顆粒顯示的深淺，都是判斷小班界線的依據。

圖5

圖6

在勾繪中，注意衛星影像形成的時間，一般形成衛星影像的時間在7 －10月間，植物處于生長狀態。以及GE 中圖像的時間，在Goole earth 中，顯示鐘表的圖標中可以看到，見圖5、圖6。

3 常規方式對比

以前的常規辦法，大多是通過衛星影像資料，現地勾繪，要求調查人員對衛星影像的解譯要求高，同時對區域內植被情況有更多的了解。受影像分辨率的影響，勾繪也會出現較大的誤差。

不同分工，技術人員對自己掌握的技術尺度較為精準，GE 中分辨率較高，便于技術人員的小班邊界識別，勾繪的小班邊界更為精準。而且縮短了外業的時間，減少外業勞動強度。

通過對幾個縣市，利用這種方案的林果資源調查，縮短了調查時間，質量得到提高，工效至少提高一半以上。

4 結論

新技術不斷出現，尤其是地理信息技術的廣泛運用，加上國產高分辨率衛星影像的普及，為林業資源調查提供了許多方案，只有在不斷實踐和掌握新技術的情況下，利用GE 和Arcgis 等地理信息軟件，在林業造林地前期規劃，林業項目作業設計，以及其他林地資源調查中開展工作。這種方案，可以達到提高工作效率、降低勞動強度的目的，讓我們的林業工作變得簡單高效。

［1］肖玲.基于Google Earth 的林業調查規劃應用研究［J］.內蒙古林業調查設計，2012，35(2):106 －107

［2］熊安華.Google Earth 在林業調查規劃中的應用研究［J］.綠色科技，2012(11):267 －268