王 榮

（汾西縣林業(yè)局，山西 汾西 031500）

目前，山西林地變更工作采用林地“一張圖”數(shù)據(jù)庫和“××縣 _2009.img、××縣 _2014（國(guó)土）.img”衛(wèi)星遙感影像圖，參考國(guó)土部門數(shù)據(jù)，利用人工目視對(duì)比判讀，糾正及區(qū)劃林地發(fā)生變更的圖版。筆者通過使用“汾西縣 _2009.img”、“汾西縣 2014（國(guó)土）.img”影像圖實(shí)地調(diào)繪，發(fā)現(xiàn)其影像圖分辨率較低，地類不容易判別；影像拍攝時(shí)間較早，部分區(qū)域與現(xiàn)狀差異較大，給調(diào)繪帶來不便。于是自行使用其他實(shí)時(shí)高清晰衛(wèi)星影像圖調(diào)查，又因其價(jià)格昂貴而難以承受。

1 谷歌地圖的特點(diǎn)

谷歌地圖是Google公司提供的電子地圖，能夠提供近期1年到3年較高分辨率免費(fèi)衛(wèi)星影像資源，提供含有行政區(qū)和交通及商業(yè)信息的矢量地圖、不同分辨率衛(wèi)星照片、可以用來顯示地形和等高線的地形視圖。Google Earth的影像數(shù)據(jù)包括Digitel－Globe公司Quick Bird的0.61m分辨率影像、美國(guó)IKONOS的1.0m分辨率影像、美國(guó)GeoEye的0.50m分辨率影像及法國(guó)SPOTS的2.50m分辨率影像。這些高分辨率影像有些在中國(guó)境內(nèi)不僅免費(fèi)公開，并且有不定期的更新。如谷歌公司發(fā)布的汾西縣衛(wèi)星影像圖有2015年10月、2014年8月、6月、4月0.61m分辨率的Quick Bird影像，約占到行政區(qū)域總面積80%；剩余區(qū)域?yàn)?008年5月影像，占總面積20%。絕大部分的衛(wèi)星影像完全可以滿足林業(yè)資源管理部門的需要，可以用于判別林地利用情況，對(duì)征占林地管理、非法毀林開采勘測(cè)、小班界線及小班因子核對(duì)有極好的輔助作用。采用谷歌免費(fèi)衛(wèi)星影像資源進(jìn)行室內(nèi)區(qū)劃判讀，輔以少量實(shí)地補(bǔ)充調(diào)查，能大大減輕林地變更調(diào)查的勞動(dòng)強(qiáng)度，能提高工作效率與調(diào)查精度。谷歌地圖是一種通用的信息系統(tǒng)，雖具有免費(fèi)和操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但是功能相對(duì)簡(jiǎn)單，林地變更龐大的屬性數(shù)據(jù)在此平臺(tái)上難以展示。

2 山西林地變更系統(tǒng)軟件的作用

山西省林地變更系統(tǒng)軟件是以ArcGIS地理信息系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)的二次開發(fā)軟件，它在林業(yè)資源管理中的應(yīng)用對(duì)于“數(shù)字林業(yè)”建設(shè)意義重大。為其提供了強(qiáng)有力的輔助分析及決策工具，有一整套從桌面到高端用戶的完整解決方案，使用戶獲得了對(duì)大批量數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)、無縫管理的能力，為保障林業(yè)資源管理實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展，提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，是實(shí)現(xiàn)“數(shù)字林業(yè)”進(jìn)程中不可或缺的信息技術(shù)和管理工具。

3 谷歌地圖使用方法

由于谷歌地圖資源必須在線瀏覽，而林地變更軟件需要在斷網(wǎng)情況下使用，因?yàn)榕c上級(jí)部門簽有保密協(xié)議，兩者在一臺(tái)電腦上使用會(huì)產(chǎn)生矛盾。筆者試圖通過對(duì)谷歌地圖瓦片下載拼接，實(shí)現(xiàn)基于谷歌地圖混合圖的離線與林地變更軟件數(shù)據(jù)查詢以及森林資源管理的完美結(jié)合。

3.1 軟件工具準(zhǔn)備

本次操作使用的軟件有全能電子地圖下載器[旗艦版]1.9.5破解版、ArcGIS10.2版，以上兩個(gè)軟件互聯(lián)網(wǎng)上均可免費(fèi)下載；林地變更系統(tǒng)軟件，由山西省林業(yè)規(guī)劃院進(jìn)行林地變更工作的配發(fā)。

3.2 操作數(shù)據(jù)

本次操作數(shù)據(jù)以汾西縣為例，數(shù)據(jù)資源為2009年林地保護(hù)規(guī)劃數(shù)據(jù)，即“汾西縣_2009.img”影像圖。

3.3 技術(shù)方法和操作步驟

3.3.1 谷歌地圖

影像資源獲取方法比較多，本次使用全能電子地圖下載器下載獲取。該軟件是一個(gè)專門下載地圖瓦片數(shù)據(jù)的工具，可以從谷歌地圖、高德地圖、騰訊地圖、雅虎地圖、必應(yīng)地圖、諾基亞地圖、百度地圖、天地圖等網(wǎng)絡(luò)地圖中下載瓦片地圖，可無縫拼接GeoTIFF無限制單張大圖?？缮删_坐標(biāo)文件，并可將所下載的圖片精確地疊加到其他軟件中。比如GlobalMapper軟件提供了全國(guó)主要城市邊界坐標(biāo)，內(nèi)置了3 000個(gè)縣級(jí)行政區(qū)劃單位邊界坐標(biāo)，可按自定義不規(guī)則多邊形和行政區(qū)范圍下載，是基于谷歌服務(wù)器的多線程衛(wèi)星地圖瀏覽和下載軟件。

3.3.2 地圖下載

地圖下載選擇谷歌地圖混合圖_無偏移，選擇汾西縣行政區(qū)域雙擊出現(xiàn)新建任務(wù)對(duì)話框，下載級(jí)別共有22級(jí)可供選擇。通過筆者多次實(shí)踐，該區(qū)域適合下載17級(jí)（18級(jí)影像圖數(shù)據(jù)量較大，制作比較耗時(shí)）并可快速拼接成單張大圖，取名“汾西縣谷歌地圖未糾偏”格式為TIFF，分辨率達(dá)1.19m/像素，并有街道、路網(wǎng)、自然村莊注記在圖上。

3.3.3 地圖配準(zhǔn)

通過拼接，新生成的影像文件是WG84坐標(biāo)系統(tǒng)，這次林地變更所使用的影像是西安80坐標(biāo)系統(tǒng)，由于兩坐標(biāo)系統(tǒng)裝換參數(shù)（國(guó)家保密數(shù)據(jù)）無法獲取，考慮本次操作范圍不是很大，采用了坐標(biāo)平移或矢量配準(zhǔn)辦法在林地變更系統(tǒng)中進(jìn)行影像配準(zhǔn)。具體操作步驟如下。

3.3.3.1 對(duì)谷歌地圖進(jìn)行影像配準(zhǔn)

打開林地變更軟件，打開數(shù)據(jù)庫，添加該區(qū)域數(shù)據(jù)庫，菜單選擇“工具”→“圖形校正”，在彈出的擴(kuò)張模塊對(duì)話框中，【是否使用單前地圖做為參考圖？】選擇否，進(jìn)入影像配準(zhǔn)界面。

3.3.3.2 打開待校正影像

在參考地圖界面，菜單選擇“文件”→“打開影像”，在彈出的擴(kuò)張模塊對(duì)話框中選擇“汾西縣谷歌地圖未糾偏.tif”影像圖，確定。

3.3.3.3 打開參考地圖

在參考地圖界面，菜單選擇“文件”→“添加數(shù)據(jù)”，在彈出的擴(kuò)張模塊對(duì)話框選擇“汾西縣2009.img”影像圖，確定。

3.3.3.4 添加控制點(diǎn)

菜單選擇點(diǎn)擊工具“添加”按鈕，在待校正谷歌地圖上找出一些特殊點(diǎn)的坐標(biāo)，如橋梁、房屋角、交叉路口、可視水井等，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊某一位置，會(huì)彈出校正坐標(biāo)對(duì)話框。在對(duì)話框中點(diǎn)擊按鈕【從參考地圖獲取點(diǎn)】，然后在參考地圖上點(diǎn)擊相同位置。點(diǎn)擊確定，至此一個(gè)控制點(diǎn)完成。配準(zhǔn)的實(shí)質(zhì)是找到兩個(gè)地圖之間的共同點(diǎn)。依此方法，在待校正影像上找出多個(gè)控制點(diǎn)。在實(shí)際中，這些點(diǎn)應(yīng)該均勻分布、順時(shí)針取點(diǎn)，否則會(huì)扭曲圖像；為了使空間配準(zhǔn)后盡量使配準(zhǔn)的結(jié)果精確，可以利用二次線性變換進(jìn)行圖像特征點(diǎn)校正，通常需要設(shè)置6個(gè)點(diǎn)以上。

3.3.3.5 控制點(diǎn)殘差的取舍

在菜單選擇“管理”按鈕，在控制點(diǎn)擴(kuò)張模塊對(duì)話框中，查看校正點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的殘差，殘差以小于4為好，大于4時(shí)應(yīng)該舍去，重新選擇控制點(diǎn)或修改控制點(diǎn)位置坐標(biāo)。

3.3.3.6 保存校正

菜單選擇點(diǎn)擊“保存”按鈕，彈出【校正后的影像保存到】對(duì)話框，文件名輸入”汾西縣谷歌衛(wèi)星糾正圖”，保存類型為TIFF格式，確定，等待影像圖輸出，約需要10min，影像圖約2.5G左右大小。3.3.4生成ArcGIS林地變更谷歌影像圖

經(jīng)過影像配準(zhǔn)后的衛(wèi)星影像圖就可以在林地變更調(diào)查工作中應(yīng)用了。