基于oziexplorer的地理影像導航技術及其在水文地質測繪中的應用

張志棟,雷育賓

（新疆地礦局第一水文工程地質大隊，新疆烏魯木齊830091）

基于oziexplorer的地理影像導航技術及其在水文地質測繪中的應用

張志棟*,雷育賓*

（新疆地礦局第一水文工程地質大隊，新疆烏魯木齊830091）

在水文地質調查工作中，綜合水文地質測繪是一項非常重要的工作方法，在傳統的水文地質測繪工作中，往往會受到各種自然因素的制約，影響信息收集的區域選擇，甚至威脅野外人員的生命安全。在野外水文地質測繪過程中常常需要一份詳細的地圖來導航。著重闡述了基于oziexplorer導航軟件如何實現地理影像導航以及地理影像導航在水文地質測繪工作中的一些應用。

oziexplorer軟件；地理影像；影像導航；水文地質測繪

1 概述

在水文地質調查工作中，綜合水文地質測繪是一項非常重要的工作方法，在傳統的水文地質測繪中，往往會受到各種自然因素的制約，影響信息收集的區域選擇，甚至威脅野外人員的生命安全。在野外水文地質測繪過程中常常需要一份詳細的地圖來導航。傳統工作中常使用數字地形地圖作為導航底圖，利用二維點、線、面來描述客觀事物，對一些地物表達相對簡單和抽象，不能真實再現調查路線周圍環境的場景，其表現能力與現實世界相比顯得蒼白無力。通常需要根據調查路線在Google Earth衛星影像瀏覽軟件中提前勾畫出導航路徑后導入oziexplorer導航軟件使用，每天都需要花費很大的工作量用于勾畫導航路徑，而且易受野外工作環境網絡通信的限制。地理影像導航是以地理影像為主要背景數據、以數字地圖為輔助背景數據的一種新型導航方式[1]。基于oziexplorer地理影像導航就是以地理影像地圖為底圖，將我們關心的地貌特征及河流、湖泊、泉群、地下水溢出帶、濕地等水文地質特征及地物全面、真實、直觀地反映出來，彌補了傳統地圖導航的不足，有效增加導航場景的信息量，為用戶提供直觀、豐富的導航背景信息，從而提高導航的視覺效果。

2 Oziexplorer導航軟件簡介

Oziexplorer導航軟件是由澳大利亞Des&Lorraine Newman公司研制的一款GPS導航軟件[2-3]。Oziexplorer導航軟件分為PC版和android版，分別用于個人計算機和android系統的手機和平板電腦。PC版本功能齊全，地圖可視性好，但由于野外工作條件差、個人計算機不易攜帶、受計算機電量限制等不適合用于野外工作，可作為室內校圖、數據處理、設計等使用。android版手機或平板電腦由于其具有集成性好、易攜帶、基本不受電量限制等特點，常作為野外工作時導航使用。

Oziexplorer導航軟可以使用電子地圖或各種自制的柵格圖像作為導航底圖，可以實時顯示目前GPS位置和捕捉地圖中任意點的位置坐標，在地圖上根據需要繪制工作區范圍、創建航點航跡、量取任意點間距離、批量展布點和導出點等多項功能。其中，使用自制柵格圖像作為導航底圖和實時顯示GPS位置是實現地理影像導航的關鍵因素。

3 地理影像導航的實現

地理影像導航主要通過將下載處理好的高清影像地圖在Oziexplorer導航軟中校準予以實現。影像地圖的下載通常要用到地圖下載軟件，本文以全能電子地圖下載器為例。在下載影像地圖前應根據工作需要查取地圖拐點坐標，也可以是工區范圍拐點坐標。打開全能電子地圖下載器，選擇“圖源”，在提供的高德地圖、谷歌地圖、騰訊地圖，諾基亞地圖、微軟地圖、雅虎地圖等圖源中，選擇一個可以顯示高清晰度的混合圖源，選擇相應的地圖級別作為下載地圖級別，地圖級別越高顯示越清晰，相應下載產生的圖像文件也越大。根據地圖拐點坐標選擇下載區域，最后點擊“開始”按鈕下載地圖。地圖下載完畢后，打開“地圖拼接”工具，選擇好任務文件和文件輸出目錄，并注意勾選“生成經緯度坐標（.txt)”選項，點擊“拼接”，將下載的地圖拼接成一幅大圖[3]。利用Image to OZF2 Convwersion軟件將拼接好的圖片轉換Oziexplorer軟件可以識別的格式，即ozf2格式。將影像地圖校準到軟件中，校準坐標在文件輸出目錄中。通過校準后的影像地圖就可以在Oziexplorer軟件使用了，一般還需導入我們需要的調查路線等信息。

4 地理影像導航在水文地質測繪中的應用

4.1 現場踏勘及施工設計

現場踏勘是項目外業工作的重要環節，通過高清地理影像地圖，可以很直觀地了解工區交通位置狀況、地貌特征、河流、湖泊、泉群、地下水溢出帶、濕地等水文地質特征。圈定重點踏勘區域，捕捉重點點坐標，規劃踏勘路線，使用Oziexplorer地理影像導航，記錄保存踏勘航跡，對重要位置創建點或文字標示。在一些工區地貌情況復雜的陌生地帶及無人區，使用地理影像做現場踏勘規劃和導航對踏勘人員及車輛安全可以起到很重要的作用。

利用Oziexplorer的提供載入功能，可以將多種格式的調查路線、泉點等批量展布在地理影像地圖上。結合高清地理影像地圖顯示的影像信息及踏勘標注信息，優化調整調查路線設計，對一些對供水有意義的區域或關鍵部位調整加密，對一些簡單部位適當放稀。

4.2 實時地理影像導航

基于Oziexplorer地理影像導航實現了實時影像導航，避免了以往野外線路調查導航使用Google Earth衛星影像瀏覽軟件勾畫的導航路徑，解決了工區使用手機影像導航時無通訊網絡、影像地圖模糊、傳送速度慢無法實時導航等問題。充分利用地理影像顯示的場景信息，可有效避開地形限制及障礙物，如遇突發情況，如道路被洪水沖斷，需要從新調整行車路線時，可以及時重新規劃一條路線，從而提高工作效率和節省資源。對地質界線點、地貌界線點、泉點、水井點等實時定位和創建點，根據點類型選用不同的符號表示，對點添加屬性和進行簡單描述等。Oziexplorer軟件還可以顯示距離目標點的距離、當前行駛速度、當前位置坐標、方位以及預計到達目標點的時間等，方便導航人員提前告知司機(圖1、圖2)。

圖1 批量載入調查點

圖2 創建調查點

4.3 數據分析處理

在繪制水文地質圖、等水位埋深圖以及數值模擬等工作中時常需要各調查點的坐標、高程、點間距等屬性信息，Oziexplorer軟件中“保存航點到文件”可以批量的將調查點的這些信息保存為TXT文件，并可以分類將點顯示在影像地圖中。“航點之間的距離”功能可以直接量取各調查點的間距，這些極大地方便了作業人員綜合分析處理工作，提高了數據處理過程的準確性和便捷性。

5 結語 基于Oziexplorer地理影像導航實現了實時影像導航，解決了以往需要在Google Earth衛星影像瀏覽軟件中提前勾畫出導航路徑的工作，為水文地質測繪現場踏勘、項目設計、野外施工、室內資料整理提供幫助，提高了工作效率，有效的降低成本的作用。當然，在使用基于Oziexplorer地理影像導航還需要注意以下幾個問題：（1）下載的地理影像地圖文件一般都比較大，因此對設備的配置要求較高，在使用時盡量根據工作需要選擇小的影像范圍及地圖級別。（2）使用圖源為“混合-無偏移”的影像地圖校準使用時，實際位置會與影像地圖顯示位置有偏移。

[1]司毅博,地理影像導航應用技術研究[D].解放軍信息工程大學碩士論文,2012.

[2]OziExplorer[EB/OL].http://www.oziexplorer.com/.

[3]水經注GIS社區[EB/OL].http://bbs.arceyes.com/forum.php.

P236

B

1004-5716(2015)08-0097-03

2014-12-10

2014-12-11

張志棟（1986-），男（蒙古族），新疆昌吉人，助理工程師，現從事石油鉆井、水文鉆井方面工作。