淺談Google Earth在工程測量中的應用

包善文 （安徽省水利水電勘測設計院勘測分院，安徽 蚌埠 233000）

0 前 言

Google Earth是一款由Google公司開發的虛擬地球儀軟件，它把衛星照片、航空照相和GIS布置在一個地球的三維模型上。用戶可以通過一個下載到自己電腦上的客戶端軟件，免費瀏覽全球各地的高清晰度三維影像。

在工程測量中，Google Earth影像也發揮著越來越重要的作用，運用該軟件可以獲得工程測量區域地形地貌和交通道路等影像資料，對選擇適宜的測控點和調查路線有很大幫助。結合GPS，可以實現野外調查的精確定位和導航，從而優化調查路線和工作方案；同時在規劃交通路線、控制測量、地形圖測繪中都充分體現了其優越性。

1 測區交通路線規劃

Google Earth影像能夠提供3年前軍用級水平的三維地圖和匹配真實地球物理信息的高精度畫面，中國的許多大城市、著名風景區、建筑物區域提供分辨率為1m、視角高度約為500m和分辨率為0.6m、視角高度約為350m的高精度影像。在GE影像上可以很清晰的顯示出測區的各條道路，特別是一些電子地圖上無法顯示的鄉村路、機耕路，讓我們很清楚的了解到測區的道路交通狀況，足不出戶，就可規劃好交通路線。

而且隨著智能手機的普及，Google Earth影像地圖可以直接在手機上顯示出來，并且實時定位。通過手機充當導航工具，就可以很方便的指示測繪車輛和人員順利的到達測區的各個位置。

2 控制測量優化設計

在以往的控制測量中，先根據搜集到的小比例尺地形圖進行控制點點位的初步選擇，然后實地踏勘埋點。但小比例尺地形圖成圖年代較久，現勢性較差。而且地形圖表示的只是地物的平面位置，直觀性不強。

利用Google Earth所提供的高分辨率影像，可以對測區狀況進行瀏覽，相當于從高空俯瞰測區，便于直觀地從宏觀上了解、把握測區內的地形地貌、建筑物及植被覆蓋情況，可以較方便地布設控制點，充分考慮實際埋點的通視情況，然后根據設計需要連接成不同的GPS控制網網形。在GE影像上布設控制網比在紙質地圖或電子地圖上更直觀、更形象、更貼近實際。而且不用現場踏勘或減少踏勘地方，能有效地縮短設計周期，節省勘測費用。

3 輔助地形圖測繪

利用Google Earth影像輔助地形測圖主要經過圖像下載和圖像糾正兩道程序，具體流程見圖1。

圖1 流程圖

3.1 圖像下載

首先打開所需測量區域的Google Earth影像，利用截圖軟件進行Google Earth衛星影像截取，一般截圖軟件可以選擇Get Screen或Sggs軟件。截取圖像時，根據需要的成圖比例尺對影像質量級別進行設置。

3.2 圖像幾何糾正

截取的影像圖要想作為地形圖的底圖，通常要借助南方CASS的平臺，打開南方CASS軟件，插入圖像，但是此時的圖像沒有正確的坐標和比例尺，需要對圖像進行糾正處理。首先選擇幾點特征突出、易于采集的特征點，且點位均勻分布在整個測區內，然后外業采集這些點的坐標。按照CASS格式建立地面控制點的坐標數據文件，并在CASS軟件的繪圖區展繪出來；然后根據控制點的分布再將圖像插入和放大，就可以直接在圖像上選擇控制點并捕捉對應的地面控制點，這樣就完成了地面控制點和圖像上對應點的匹配關系，最后執行“糾正”命令即可。

圖像幾何校正的效果與控制點的位置、數量、分布、糾正方法及圖像上采點的準確度有關。

3.3 輔助繪圖

利用這種方法做圖，將處理過的GE影像圖作為地形圖的底圖或者背景，對整個待測區域能顧及全局，有整體的效果。利用GE的高清影像對野外測繪的地形地貌進行校正檢查，防止漏測漏繪和錯測錯繪。修圖及后期整飾圖形時，結合糾正后的GE底圖，能夠對難測和未測到的小面積區域進行正確的修飾，使整幅圖形對實際地形地貌有更加精準的反映。

4 工程實例

4.1 工程概況

董鋪水庫位于長江流域巢湖支流南淝河正源上游，地處合肥市廬陽區西南部，壩址緊鄰合肥市西二環路，是一座以防洪和城市供水為主，兼顧生態補水及養殖功能的大（2）型年調節水庫。水庫流域內有滁河干渠及大蜀山干渠穿過。水庫樞紐由大壩、泄洪涵洞、溢洪道和連通輸水隧洞等組成。工程等別為Ⅱ等，主要建筑物大壩、泄洪涵洞、溢洪道和連通輸水隧洞為2級建筑物。

為滿足董鋪水庫水源保護區生態修復及濕地一期工程設計的需要，需對董鋪水庫庫周及支流進行地形測量。

4.2 具體應用

在該項目中，首先采用Google Earth影像用于GPS網布設，利用Google Earth影像圖可以瀏覽董鋪水庫周邊地形地貌和交通狀況，沿著主要干道和交通便利處共布設了12個首級控制點，均勻位于測區。

在隨后的地形圖外業測量中通過手機Google Earth影像和內置GPS功能可以精確定位出當前所在位置，確定測量范圍，防止漏測和重測。利用糾正后的GE影像做為底圖輔助地形測繪，可以很清晰的看出測區內的植被、田埂、水塘、建筑物等，將外業采集點展繪上去，使繪出的地形圖更加符合實際地形。

如圖2所示，即是以GE糾正影像作為底圖，通過圖形糾正而成。由圖2可以看出，對于實測河流和建筑物，通過與底圖的比較可以看到，糾正后的影像圖中的河流和建筑物與實地測量的相應地物吻合良好。這證明了采用此種方法是完全可行的，精度上也滿足要求。

5 結 論

圖2 地形圖與影像圖的結合

Google Earth的出現，給測繪工作者帶來了一種新的工作方法，它的使用不僅提高了工作效率，而且降低了勞動強度，節約了生產成本。不過Google Earth圖像的分辨率在部分農村地區還不夠高，更新周期也較長，但是隨著這款軟件功能的不斷完善和影像圖的不斷更新，其在測繪中的應用也將會越來越廣泛，展現出的效果也將會更加令人滿意。

[1]陳軍.Google Earth在道路測量中的應用[J].信息科技,2011（9）.

[2]劉東，施昆.利用Google Earth影像輔助大比例尺地形圖測量的方法[J].測繪通報,2013（1）.

[3]葉豐明，韓正梅.Google Earth在鐵路勘測設計中的應用[J].鐵路勘察，2009（6）.