基于Google Earth的林業調查規劃應用研究

葉文林

（云南省曲靖市沾益區林業和草原局，云南 曲靖 655500）

林業調查規劃在林業建設和發展中占據著舉足輕重的地位，隨著我國林業快速發展，對于林業調查規劃質量要求越來越高，傳統的使用地形圖和野外實地測繪定界的方法無法及時更新地形圖信息，數據信息存在誤差，而且工作效率低。Google Earth的出現為林業調查規劃工作帶來了技術上的支持，只需要下載軟件，按照軟件中的功能操作就可以準確地獲取數據信息，而且數據信息更加真實清晰，在地形勘測、制圖實踐等方面都有顯著的應用優勢。近年來，我國林業快速發展，為林業調查規劃工作提出了更嚴格的要求，為了保證數據的準確性，必須引進更加先進的技術、儀器設備等，而Google Earth軟件在林業調查規劃中的應用是必然的，那么如何有效利用Google Earth軟件的優勢，提高林業調查規劃工作質量，是當前林業調查工作者們需要深入思考的問題，也是本文研究的重點內容。

1.Google Earth概述

Google Earth是美國Google公司開發的一款軟件，通過將衛星照片、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星圖片，基本上全球各地都可以查看，而且軟件是免費的，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據，比如衛星圖像、3D建筑物、地形地貌等，而且影像的清晰度比較高，還有強大的Google搜索技術，用戶在客戶端上可以將全球地理信息盡收眼前，無論是查詢任何地點，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據，保證了數據信息的及時性、準確性，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在各行業中都有涉及，包括地形勘測、制圖實踐等工作中的應用，極大地方便了工作人員，而且數據獲取更加準確，相比較傳統的林業調查方法，Google Earth軟件彌補了耗時耗力的缺陷，也不受時間和地點的限制，對提高林業調查規劃工作質量和效率都起到了顯著的作用。

2.Google Earth衛星影像在地形、地貌、地物的區分

Google Earth軟件中可以利用衛星技術為用戶提供實時圖片信息，比如高塔、山峰以及某街區等標志性建筑物和地點進行矢量化處理，而且在客戶端中也可以對矢量化的文件進行更為詳細地編輯，這一點對于林業調查規劃工作開展提供了諸多便利。在實際操作中只需要利用電腦就可以添加和編輯各種建筑、預覽等，可以很好的滿足林業調查規劃工作需要，也避免了林業調查規劃中人員安全問題。

另外，Google Earth軟件中用戶可以將特定目標區域添加地標、路徑，用多邊形工具進行點、線和面的矢量化劃分，用戶可以對目標區域進行自定義編輯，比如自己建立模型再將模型上傳，這一功能為林業調查規劃工作帶來極大的便利。林業調查規劃過程中工作人員不需要大量的實地考察，借助Google Earth軟件建立坐標系就能完成建筑物的初步設想，工作效率比較高，而且可以根據實際情況下對坐標進行調整，不需要進行繁瑣實地調查。同時，在Google Earth軟件中還可以對數據進行存儲和交流，節省了大部分修改和溝通的時間，工作效率明顯提升，其中標簽方式也可以使預購圖更加清晰容易理解。

3.林業調查規劃現狀

林業資源調查是以宏觀掌握森林資源的現狀、動態變化等為主要目的，有一定調查期限和規范準則，目前在我國已經制定了比較完善的林業資源調查規劃體系，并且有更加先進的技術應用到林業調查規劃中，比如RS、GIS技術等，為林業部門獲取森林結構、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實現森林資源數據信息的一體化查詢。同時，在林業病蟲鼠害防治、森林防火檢測與管理、森林生物量和碳儲量估測、濕地變化監測以及林地保護利用規劃方面都發揮了重要作用，為林業部門的工作以及政府宏觀決策、林業經營管理等提供了諸多便利。尤其在林業規劃方面，通過引進先進技術切實提高了林業調查規劃工作效率和質量。

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

4.Google Earth在林業調查規劃中的應用優勢

Google Earth是一款免費試用的衛星影像數據軟件，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只需要將某地點的坐標輸入到軟件中就可以了，圖像中所展示的地形地貌與實際情況一致，可以給人一種置身其中的感覺。同時，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，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，無論是付費版還是免費版的軟件地貌影像和3D數據都是一致的。另外，將Google Earth運用到林業調查規劃工作中，谷歌地球的數據類型與arcgis、ENVI等有效融合起來，方便林業調查規劃工作人員及時獲取野外核查路線信息、提取矢量信息等，這些優勢是其他軟件以及傳統林業調查規劃工作方法中不具備的，可以說Google Earth軟件的應用切實提高了林業調查規劃工作質量和數據的準確性。

另外，在Google Earth軟件中圖片信息經過矢量化操作獲取KML格式文件，將其轉化為SHP格式以后，可以將坐標以坐標點串的形式儲存起來，方便工作人員修改，而且轉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間。同時，Google Earth上可以了解林業調查規劃結果，公開透明，還可以讓社會公眾監督，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、策劃綠化工程等，集思廣益共同建設，增強社會公眾的環保意識。與傳統的林業調查規劃工作方法相比，Google Earth軟件的應用轉變了林業調查規劃方法，效率更高，數據更加準確，也使得社會公眾都參與到林業建設中。

5.Google Earth在林業調查規劃中存在的問題

Google Earth在林業調查規劃中的應用具有顯著的優勢，普通用戶的需求基本可以滿足，但是對于一些國內專業的領域來說，Google Earth的應用仍然有很多不足之處。國內林業調查系統使用的是高斯—克呂格坐標系統，Google Earth中使用的是QGS84坐標系統，這兩種不同的系統有很大的區別，有不同的大地基準面，而且參照的橢球體不一樣，導致兩張地圖上同一個地點在坐標投影轉換上會存在問題。為了保證獲取準確的參數可以使用GIS平臺，以“三參數法”或者“七參數法”轉換坐標基準面就可以了。另外，Google Earth中有繪制工具，可以進行圖斑、點狀物、線狀物等的勾繪，再將數據導出來就可以獲取常規格式。如果將數據用于GIS平臺中會涉及到文件格式轉換的問題，比如Google Earth導出的是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換問題，GIS平臺為Google Earth提供了KML格式支持，使Google Earth很好的應用到林業調查規劃中。

6.Google Earth在林業調查規劃中的應用

6.1 下載拼接衛星影像圖

在Google Earth客戶端中為用戶提供了免費的衛星影像圖，實效性比較強，在1~3年內會將數據更新，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，而且在林業調查規劃中獲取的數據也比較精準。但是Google Earth衛星影像圖需要下載到本地，將坐標投影轉換以后就可以結合GIS系統使用。下載時可以使用谷歌衛星地圖下載器下載，找到目標區域以后，用框選下區域工具框選目標區域并在下載區域雙擊鼠標左鍵就可以了。在下載完成以后將數據導出，拼接成衛星影像圖，最后保存成Tiff格式。

6.2 坐標配準

從2012年9月開始，Google Earth海外服務器的多個IP地址被國家防火墻封鎖，國內用戶無法正常訪問，為了國家保密工作需要，國內服務器上Google Earth的坐標采取了偏移處理方法，所以國內用戶要想正常使用Google Earth軟件需要進行坐標配準，才能獲得準確的數據信息。首先，定義坐標，用戶下載Google Earth以后衛星圖像圖是Tiff格式，需要在ARCMAP中將坐標定義為WGS—84地理坐標；然后是坐標投影，需要用ARCTOOL—BOX，在工具箱中有投影格柵工具可以將WGS—84轉變為西安80投影坐標；最后再進行坐標配準，因為國家保密需要，衛星影像圖都做了偏移處理，為了正常使用，獲取精準的數據信息必須對坐標進行配準。操作方法：在ARCMAP添加衛星影像圖和西安80坐標信息的地形圖作為配準參考圖，然后選擇一個公共參考點，利用一階多項式變換法將衛星影像圖配準到正確的位置就可以使用了。在配準以后用于林業調查規劃中便于工作人員獲取到準確的數據信息，提高工作效率。

7.利用Google Earth發布林業調查規劃成果

在林業調查規劃工作中，工作人員需要收集大量的數據信息，比如森林資源分布圖、生態公益林分布、林業建設規劃圖、防火信息圖等，在完成調查以后可以將收集到的數據信息在Google Earth上發布，再與政務公開平臺結合起來，方便公眾瀏覽，對森林資源相關信息有全面的了解，還能及時向社會展示林業調查規劃工作成效以及林業建設工作取得的成績。

在林業調查規劃工作中經常使用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上發布數據必須提前做好屬性整理，及時將不適合公開的屬性信息刪除掉，保證數據的隱私性。屬性盡量的簡潔明了，方便用戶在Google Earth中查看和使用。SHP格式文件需要轉換為KML格式才能使用，先將SHP格式文件導出為要素類，再添加到ARCMAP中，使用轉換工具中的圖層中的功能將文件轉換為KML格式，經過以上操作步驟轉換可以防止文件數據丟失。

最后將轉換的文件在局域網內進行共享或者也可以發布在網站上，為廣大用戶提供下載服務。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入到Google Earth中，然后進行瀏覽。

8.結語

Google Earth是利用衛星在空中對地球上地點、建筑等進行記錄，配合GIS平臺可以更加清晰的看到每一個地點，為林業調查規劃人員提供了更多便利，而且Google Earth軟件中的衛星影像圖經常更新，保證了數據信息的準確性和實效性。同時，軟件的功能操作比較簡單，用戶體驗好感度強，而且用戶使用Google Earth不受時間和地點的限制，只需要有電腦就可以了。根據國家保密工作要求，衛星影像圖的坐標經過了偏移處理，必須進行配準以后才能使用。另外，Google Earth軟件是免費使用的，林業調查規劃工作中使用Google Earth軟件可以降低成本，工作質量和效率明顯提升。隨著技術水平不斷提高，Google Earth在林業調查規劃中將會得到廣泛應用，也會有更多先進的技術手段應用到林業調查規劃中，從而提高林業調查規劃水平。