奧維地圖在野外地質調查工作中的應用

彭振 涂曉方

摘 要：隨著科技進步與智能手機的普及，以奧維地圖為代表的地圖軟件在野外地質調查工作中得到廣泛應用，成為地質工作者的常用工具。奧維地圖融合了谷歌衛星圖，GPS功能，支持導入多種格式的地質信息數據，實現了3S技術融合應用，對比常規區域地質調查工作需要隨身攜帶地質圖、地形圖與GPS等多種圖件與設備，大幅提高了工作效率。主要功能如下：在陌生道路導航方面可以實現非矢量化的道路上根據遙感影像進行導航;野外地質救援方面可以分享自己的實時位置及周圍地形地物及行駛軌跡;高程數據獲取方面可以實現獲取任意位置的高程數據，導出地形圖的操作;遙感圖的解譯方面主要根據衛星影像分析地質構造、地層巖性、地形地貌及其他地質信息;地質信息的交互化方面可以將收集的地質圖、構造圖等平面圖直接套合在谷歌影像上，指導野外調查，同時可以在野外調查記錄數據，室內直接轉換到其他制圖軟件上。

關鍵詞：奧維地圖;地質調查;地形圖;3S技術

Abstract： With the development of science and technology and the popularization of smart phones， the mapping software represented by OvitalMap has been widely used in the field geological survey and become a common tool for geologists. OvitalMap integrates the satellite map of Google and the GPS function， supports the import of geological information data in various formats， and realizes the application of 3S integrated technology. Compared with conventional regional geological survey work， it is necessary to carry geological map， topographic map， GPS and other maps and equipment， which greatly improves the working efficiency. The main functions are as follows： in the navigation of unfamiliar roads， navigation can be realized according to remote sensing images on non-vectorization roads; during the field geological rescuing process it can share its real-time location and surrounding terrain features and driving track; in the aspect of elevation data acquisition， the operation of obtaining elevation data at any location and exporting topographic map can be realized; the interpretation of remote sensing map is mainly based on the analysis of geological structure， lithology， topography and other geological information; in terms of interactive geological information， geological maps and tectonic maps can be directly integrated into Google images to guide field survey. Meanwhile， data can be recorded in field survey and directly transferred to other mapping software indoors.

Keywords： OvitalMap; Geological survey; Topographic map; 3S technology

0 前言

地質工作是一個實踐性很強的學科，需要在野外做大量的基礎調查工作。如果能把室內整理的資料精確的應用到野外實際工作中，將會大大提高工作的效率及精確性。奧維地圖的應用使此得以實現。它集成了Google地圖、Google衛星圖、Bing衛星圖、等高線地圖、百度地圖、位置分享、軌跡記錄、指南針、全球地圖離線下載與語音導航等功能，分為手機版和電腦版（百度百科，2020）。奧維地圖通過DXF文件導入功能實現了各種數據的室內室外交互化處理。電腦版奧維地圖主要用于野外地質工作前的規劃，手機版奧維地圖用于野外采集數據。奧維的交互化實現了室內各種地理地質信息在手機端查看與編輯功能;手機的GPS定位模塊實現了野外的定位功能;谷歌衛星影像的加入融合了遙感技術實現了3S技術（百度百科，2019）（遙感Remote Sensing、地理信息系統Geographic Information System 和全球導航衛星系統Global Navigation Satellite System）的融合應用。

1 陌生道路規劃導航

野外地質工作經常要去很多陌生的地方，由于道路的生疏，很容易走錯路。奧維地圖具備導航功能，特別是融合了多家地圖廠商的衛星圖及矢量圖數據，提供更為豐富的地圖資源同時提供高精度定位服務，因定位模塊是基于GPS、Wi-Fi、基站的綜合定位服務，有定位精度高、覆蓋率廣、網絡請求流量小、定位速度快等優勢，在植被覆蓋一般的區域都可以確定自己實時位置，在不要求獲取精確高程的情況（與手持GPS高程有2～20m高差），可以替代手持GPS使用，在應用界面經過參數設置還可以顯示當前的經緯度、平面直角坐標、高程及方位（圖1）。傳統導航主要依賴已經繪制好的矢量化地圖，對地質人在野外工作導航支持不夠，奧維地圖中使用的谷歌地球影像，可以解決其中很大的問題。通過野外實踐工作經驗得知，很多在原來矢量地圖沒有顯示的道路一般是白色的線條狀影像（圖2），只要對這些線條加以野外驗證即可以使用，在一些偏遠地區，對提前規劃道路起到事半功倍的良好效果。

2 野外地質救援位置分享

因為野外地質工作的需要，調查人員經常到一些荒無人煙的無人區。這些區域可能環境惡劣，調查過程中難免遇到車輛拋錨，人員受傷等危及情況，此時一個準確的位置傳達能夠給極大縮短救援人員的時間，但因位置沒有準確標志性的地物，轉述位置信息不夠準確，只能通過GPS傳達一個地理坐標。奧維地圖因融合了定位及谷歌影像，不僅就有了地物標志，還提供了坐標。調查人員可以將自己實時位置及行駛軌跡截圖發給救援人員，再附加周圍村莊的名稱，或者利用其自帶的位置分享功能告知他人，使救援人員能夠迅速找到受困人的位置，并能提前規劃救援線路。此方法在筆者山西平魯區地災調查中多次應用，效果良好。

3 高程疊加與數據服務

常規野外地質工作都要攜帶紙質版的地形圖，如果進行區域的地質調查工作，因跨域多個圖幅，每次都要在多張地圖中查找、定位，觀察地形，費時費力。有了奧維地圖中的高程疊加功能，可以省去紙質地形圖的麻煩，高程地形結合谷歌衛星圖使得地形地物辨識更加直觀立體，給野外地質調查提供極大便利（圖3）。據奧維地圖客服了解知，系統提供的地形圖精度為±30m，對于區域的一般調查性工作，精度基本滿足要求。對于難于收集地形圖的圖區域，還支持導出地形圖作為底圖使用，導出過程需要提前設置好的參數，因其地形數據精度低，在一些小的溝溝坎坎區域地形數據偏差大，地形線棱角明顯，不夠圓滑，需要后期處理。奧維地圖還支持直接切換到openCycle等高線地圖，直接查看只有等高線的地圖（圖4）。

4 遙感解譯在地質災害調查中的應用

奧維地圖支持畫點、畫線、畫多邊形等多種標記功能。根據奧維地圖中的衛星地圖，其精度在 20 級層面的分辨率為 0.27 m（馬曉宇等，2019），可用于遙感解譯工作，圈定的點線面可以直接另存為kml、gpx、dxf、txt、plt、shp等格式的數據，拷貝到手機版的奧維地圖上，可在野外實際調查中結合GPS功能運用室內解譯的遙感信息。例如在山西平魯區地質災害調查中，首先在室內根據塌陷坑的影像特征圈定塌陷坑的范圍并用線表示，然后把解譯數據導入手機奧維地圖（圖5）（山西省第三地質工程勘察院，2015）。在野外地質災害調查時，根據現場情況去驗證室內圈定邊界是否為塌陷坑的真實邊界，因塌陷坑的范圍巨大，這樣就降低了野外調查塌陷邊界的盲目性，有效提高了工作效率。

5 內外業交互處理在土地后備資源調查中的應用

奧維地圖在土地后備資源調查應用主要表現在兩個方面，第一步各種數據交互處理;第二野外調查數據獲取據。

5.1 各種數據交互處理

數據交互處理主要指各種平面數據及遙感數據套合轉換。土地后備資源調查的數據，一般來自土地利用現狀圖、坡度分區圖等，其坐標系為投影平面直角坐標系，橢球參數為北京54橢球體，或者西安80橢球體。奧維地圖存在谷歌地球遙感數據，其坐標類型為地理坐標系，橢球參數為WGS84橢球體。兩種坐標系的數據要實現疊加轉換需通過校正參數，參數的準確與否直接關系到平面圖地質信息與奧維地圖的套合的精確程度。

求取參數分3步（陳孝明，2017）。第一步尋找區內的公共點，根據搜集或測量獲得區內3個包含經緯度數據和對應的平面直角坐標數據的公共點。第二步根據公共點運用相關軟件如“coord”求取校正三參數或者七參數。第三步在奧維地圖系統設置中選擇橫軸摩卡托坐標系，轉換的坐標類型，輸入當地的中央經線，驗算的參數（圖6）。

在奧維地圖中設置相應參數后，通過“導入對象”功能可將平面數據導入奧維地圖中。在土地后備資源調查中應用為將土地利用現狀圖中地類圖斑信息導入奧維地圖中，結合遙感影像篩選可做土地整治的圖斑（圖7）。

在奧維地圖中設置相應參數后，通過奧維地圖的“導出對象”功能可將奧維中圈定的點線面數據導出成各種平面數據，格式的一般選擇dxf、shp。具體應用為經遙感解譯圈定的未利用地后備資源導出成平面數據，匯總形成圖件。

5.2 野外調查數據采集

土地后備資源野外調查工作內容為主要查看根據地勢的起伏及土壤植被覆蓋情況篩查后備資源。調查人員首先根據室內圈定的圖斑范圍導航到指定地點，點數據可通過奧維地圖中“添加標簽”的功能，在名稱中輸入點號，在備注中通過“訊飛語音”快速輸入需要記錄的地形、坡度、植被等信息，然后添加到收藏夾（圖8）。線性邊界數據記錄一般要求站在區域高點俯瞰，結合現場地形地物及在奧維地圖中的遙感影像，通過“繪制圖形”功能將現場觀察到的土地整治潛力區繪制在奧維地圖上，然后添加到收藏夾完成線性數據的記錄。此外還可通過開啟奧維地圖的航跡功能在土地整治潛力區邊緣行走的方法記錄圈定范圍。回到室內后導出收藏夾中的數據實現野外調查數據的采集。

6 其他實用功能

搜索功能可實現對省級、市級、縣級的行政區域的圈定工作，如搜索平魯區，其全境將以深藍色突出顯示。測量功能可實現對兩點之間距離及圖形面積的量算，或者直接根據屬性確定圖形面積。3D模式瀏覽衛星圖功能可以實現高山峽谷的立體化顯示。參數計算功能可計算不同坐標系的轉換參數，為不同坐標系下的數據轉化提供依據。離線地圖下載功能可實現在沒有信號的地方地形地物的識別。

7 結論

奧維地圖融合了多種地圖的資源，支持多種文件格式的導入導出功能，結合手機的GPS模塊，實現了遙感技術、地理信息系統、全球定位系統的有機融合。主要在野外地質調查中的應用有：軟件中的谷歌地球的影像作為地物參考，實現導航動能，并確定實時位置;當在陌生地區遭遇車輛拋錨等緊急情況下，可通過截取當時位置影像及坐標分享給救援力量，使其快速準確到達;在沒有高程數據的初步野外調查階段，可以利用奧維地圖自帶的多種高程數據作為參考，并能轉換成矢量作為調查底圖;利用軟件中谷歌地球影像可識別具有較大規模的地質災害現象，如地裂縫，圈定其范圍導出后作為野外參考底圖使用，提高野外調查效率;在土地后備資源調查中應用校正三參數可將室內各種矢量數據與谷歌地球的影像數據精確套合，實現各種數據交互處理;在野外調查中可以在奧維地圖中畫線，標注點并描述實現了直接數據采集的電子化。奧維地圖的應用給野外地質調查工作帶來巨大便利，應用前景廣闊。

參考文獻：

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