柯德森

（福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建南平353000）

谷歌地球影像，目前在各行各業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，特別是森林資源調(diào)查。地球影像與地形圖符號相比，影像更能反映地球表面的變化特征，影像中的地物更為清晰、更為直觀。在森林資源調(diào)查中，通需要把各種矢量圖，疊加到影像上，輸出地圖，再到野外進(jìn)行識別判讀。谷歌地球影像為wgs84坐標(biāo)系，我國目前常用的矢量圖坐標(biāo)系為北京54、西安80和國家2000，此外還有地方坐標(biāo)系，不同坐標(biāo)系的矢量圖，疊加到wgs84坐標(biāo)系谷歌影像上，會(huì)出現(xiàn)位置偏移，這樣給應(yīng)用者帶來使用上的困難。如何把不同坐標(biāo)系的矢量圖準(zhǔn)確疊加到谷歌影像上，筆者經(jīng)過實(shí)踐摸索，找到一條解決的途徑。下面就應(yīng)用91衛(wèi)圖助手軟件平臺(tái)，在影像上疊加矢量圖進(jìn)行分析。

1　求解坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換七參數(shù)

求解七參數(shù)，需要有公共點(diǎn)，即在谷歌地圖上找到明顯的特征點(diǎn)，然后在地形圖或矢量圖上，找到與之位置對應(yīng)的同名點(diǎn)。求解七參數(shù)一般需要找三組及以上公共點(diǎn)，最少也要一組點(diǎn)，一組點(diǎn)求出來的七參數(shù)，是七參數(shù)的一種特例，即我們通常說三參數(shù)。下面以求解wgs84坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換西安80坐標(biāo)系七參數(shù)操作步驟闡述如下：

第一步：啟動(dòng)91衛(wèi)圖助手軟件，點(diǎn)擊工具面板“坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)”工具，彈出坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)對話框，在對話框中選擇目標(biāo)坐標(biāo)系為西安80坐標(biāo)系高斯投影，在wgs84坐標(biāo)系經(jīng)緯度投影文本框中，先點(diǎn)擊（點(diǎn)0）文本框，再點(diǎn)擊“請從地圖中取點(diǎn)”按鈕，然后把鼠標(biāo)移到一個(gè)公共點(diǎn)上單擊，wgs84坐標(biāo)系經(jīng)緯度投影文本框中就出現(xiàn)經(jīng)緯度值（如：118.409090400，26.487009554），要求公共點(diǎn)必須是明顯地物點(diǎn)，如房屋、道路交叉點(diǎn)等。

第二步：通過ArcGIS或CAD軟件平臺(tái)，打開矢量圖，在矢量圖上找到同名地物點(diǎn)位置，讀取坐標(biāo)值。在工具面板輸入框中，輸入橫縱坐標(biāo)X、Y值（如：39640424，2931625），一般橫坐標(biāo)8位，縱坐標(biāo)7位。這樣就獲得一組公共點(diǎn)坐標(biāo)，照此方法，可以獲取幾組公共點(diǎn)。這里我們僅用一組公共點(diǎn)作為示例。

第三步：獲取公共點(diǎn)以后，設(shè)置當(dāng)?shù)刂醒胱游缇€，中央子午線為度格式，如果是度分秒，需要轉(zhuǎn)換為度。需要注意的是：如果是標(biāo)準(zhǔn)分帶的數(shù)據(jù)，如3度分帶或6度分帶，軟件可以自動(dòng)計(jì)算中央子午線，不是標(biāo)準(zhǔn)分帶的數(shù)據(jù)，就必須輸入正確的中央子午線，不知道中央子午線，就求不了七參數(shù)；

第四步：設(shè)置好中央子午線后，點(diǎn)擊計(jì)算參數(shù)，即可求七參數(shù)。由于只用了一組公共點(diǎn)，求出來的七參數(shù)是一個(gè)特例即三參數(shù)。點(diǎn)擊保存參數(shù)，將計(jì)算的參數(shù)保存為文件，后續(xù)即可在應(yīng)用中使用該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)文件。

圖1　計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)

圖2　七參數(shù)轉(zhuǎn)換文件

2　矢量圖導(dǎo)入導(dǎo)出時(shí)應(yīng)用七參數(shù)

求解完坐標(biāo)轉(zhuǎn)換七參數(shù)，將矢量圖導(dǎo)入到91衛(wèi)圖助手軟件平臺(tái)上進(jìn)行疊加操作，也可以將軟件中的矢量圖編輯后，導(dǎo)出為原坐標(biāo)系矢量坐標(biāo)數(shù)據(jù)。下面以南平市郊林場九潭工區(qū)為例，闡述西安80坐標(biāo)系高斯投影小班矢量圖導(dǎo)入導(dǎo)出91衛(wèi)圖助手軟件平臺(tái)，進(jìn)行疊加操作過程如下：

第一步：啟動(dòng)91衛(wèi)圖助手，點(diǎn)擊工具面板“加載矢量”工具，彈出“打開矢量文件”對話框，通過“瀏覽”按鈕，找到“shp文件”所在的文件夾，如：“D:九潭工區(qū)小班圖.shp”，坐標(biāo)投影選擇西安80坐標(biāo)系高斯投影，然后點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置”按鈕，在彈出對話框中，導(dǎo)入前面求得七參數(shù)。這樣，我們在91衛(wèi)圖助手軟件平臺(tái)上，可以看到小班矢量圖疊加在影像上，相同的位置點(diǎn)準(zhǔn)確一致；

第二步：在91衛(wèi)圖助手軟件平臺(tái)上，可以看到小班界與影像之間的疊加關(guān)系，使用軟件平臺(tái)上提供的點(diǎn)、線、面等編輯工具，可以編輯小班邊界線；

第三步：小班圖編輯完成以后，在圖層管理器中，選擇“小班圖層”單擊鼠標(biāo)右鍵，在下拉菜單中，選擇“保存為矢量文件”工具，出現(xiàn)對話框，選擇圖層為小班圖，保存格式為shp，保存文件路徑為“D:九潭工區(qū)小班圖.shp”，坐標(biāo)投影為西安80坐標(biāo)系高斯投影，再點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置”按鈕，選擇“wgs84與西安80坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換七參數(shù)”，并按“確定”鍵，保存小班圖層。小班圖層可以疊加到ArcGIS等不同軟件平臺(tái)上，再進(jìn)一步操作分析。

圖3　矢量圖編輯操作

圖4　矢量圖保存文件

3　矢量圖與影像疊加精度分析

在一定區(qū)域范圍內(nèi)，選擇不同位置的三個(gè)明顯地物點(diǎn)，如道路交叉點(diǎn)、河流交叉點(diǎn)和大橋中心點(diǎn)作為控制點(diǎn)。以此三個(gè)控制點(diǎn)坐標(biāo)為基準(zhǔn)，求解三套坐標(biāo)轉(zhuǎn)換七參數(shù)，再進(jìn)行疊加分析，檢驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1　三套坐標(biāo)轉(zhuǎn)換七參數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果

從表分析可以看出：在2km小范圍內(nèi)，偏差平均值為0.37m，在2~5km范圍內(nèi)，偏差平均值為0.71m，在5~10km范圍內(nèi)，偏差平均值2.16m。

4　結(jié)論

（1）矢量圖和谷歌影像疊加精度的高低，取決于選擇的控制點(diǎn)，即明顯地物點(diǎn)。地物點(diǎn)特征越明顯，兩者匹配的準(zhǔn)確度越高，一般明顯地物點(diǎn)可以選擇道路分叉點(diǎn)、河流交叉點(diǎn)，山峰，房屋角點(diǎn)等。

（2）在坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換中，三參數(shù)是七參數(shù)的特例。在森林資源調(diào)查中使用地圖，在5km小范圍內(nèi)，可以使用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換三參數(shù)，距離范圍超過5km以上，需要求算七參數(shù)。

（3）91衛(wèi)圖助手軟件平臺(tái)，提供了歷史影像數(shù)據(jù)。在森林資源調(diào)查和林業(yè)案件鑒定中，我們通過疊加分析，可以得到不同歷史時(shí)期的地被信息，為我們的工作帶來方便。

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