利用谷歌地球提高烏蘭布和沙漠林地測量中的精度

朱向明，李克軍，劉擁軍，王俊芬

（1.巴彥淖爾市沙漠綜合治理中心，臨河 015000；2.清水河縣林業和草原局，城關鎮 011600）

利用谷歌地球遙感影像對烏蘭布和沙漠森林資源、地類、小班等進行監測,能明顯提高監測結果的精確性,使監測內容更加精細化，有效提高工作效率，檢測工作成果。通過對谷歌地球影像進行輻射校正和幾何糾正、圖像整飾、投影變換、鑲嵌、特征提取、分類以及各種專題處理等一系列操作，能達到烏蘭布和沙漠林地資源規劃、管理、林地變更、森林督查地類測量、小班劃分、驗收等目的。文章對測量基本的程序、容易導致的錯誤做了較為詳細的總結，通過谷歌地球影像檢測，提高精準度，使林地測量更加精準，減少烏蘭布和沙漠中管理、用地等各種糾紛，有效地保證烏蘭布和沙漠各項管理工作的順利進行。

1 利用谷歌地球遙感影像修正GPS采集的圖形

烏蘭布和沙漠位于內蒙古西部，是我國西北荒漠和半荒漠的前沿地帶，是我國八大沙漠之一。測量觀測區位于烏蘭布和沙漠東北部的巴彥淖爾市境內區域，地處東經106°9′～107°10′，北緯40°9′～40°55′。由于特殊的地質地貌，用GPS 采集到的圖形在Arcgis10.3繪圖中無法知道準確性與精度，利用谷歌地球檢查修正GPS采集到的圖形，可以很好地解決這一問題，提高繪圖工作中的準確性與精度。

遙感監測是指一切無接觸的遠距離探測,一般是指航空遙感或者是衛星遙感，文章所指明主要是利用谷歌地球遙感影像。隨著技術的進步，衛星拍攝的照片也逐步應用到測量工作中，精度也愈來愈高，某些地區民用領域已經達到的分米級的精度，完全能滿足林地測量工作中的需要。通過工作實踐，逐步摸索出了利用谷歌地球遙感影像修正錯誤，提高林地測量中的精度，并且在實踐中取得了較好的效果。至今為止，在烏蘭布和沙漠利用谷歌地球遙感影像修正錯誤，提高檢測測量的準確性和精度，從來沒有出現過任何糾紛。

2 修正后的圖形正確計算面積以及容易出現的錯誤和解決方案

2.1 測量方案事例及程序過程

下面用在烏蘭布和為企業實際測量中所打的坐標點來說明。首先，GPS中設置中央經線105°,默認坐標，自動打坐標點測量,測量完畢后用Mapsource軟件導出，導出到電腦Excel表格中，然后刪除高程點，僅保留經度（x）緯度（y）兩列，轉變為csv格式，如圖1所示坐標點。

圖1

在Arcgis10.3文件菜單里面的添加x、y數據，對應x、y 字段，新建“投影坐標系統”名稱為“Projection”投影類型選擇“Transervers Mercator”，False Easting 設 為500 000,Central Meridian 設 為105°。然后按照步驟，右擊導出數據，轉變為矢量數據。打開編輯功能，連接各點，生成面圖層矢量數據。如圖1，打開屬性表，添加面積字段，設為雙精度，然后計算幾何，將此圖層用Arcgis10.3工具轉變為google earth谷歌地球遙感影像能識別的kmz格式導入，用谷歌地球遙感影像檢驗數據，結果是google earth 影像無法顯示面積，只能顯示點坐標，在google earth 中打開面積圖層中將點坐標勾繪，得出面積為146 387 m2,顯然比Arcgis10.3計算出來的面積146 177 m2偏大0.14 %,用谷歌地球影像檢測面積，已經很接近Arcgis10.3 專業軟件算出來的比較正確的實際面積。

2.2 用Arcgis10.3繪圖和面積計算最容易出現的錯誤及解決方案

2.2.1 Arcgis10.3 中計算幾何面積計算錯誤及正確操作

原因：經緯度坐標不能計算面積，想要得到正確的圖形面積，需要經過投影變換，將經緯度坐標轉換為公里網格坐標才能計算出正確的面積，還是用上面的數據，打開Arcgis10.3工具箱里數據管理，依次打開投影和投影變換、投影，輸入數據集和要素類，再將定義了的坐標系輸入輸出，得出算出來的面積是146 177 m2這一比較正確的結果。

2.2.2 測量繪圖錯誤及修正

原因：圖1 是實際打坐標點繪制出來的面積。在烏蘭布和沙漠現場,地面看似一條直線,實際上已經穿過的彎曲的公路和其他建筑物,在測量繪制面積中,很容易把公路等其他不應該包括的內容包含進去,造成測量面積與實際面積有偏差。如圖2 是實際中的測量面積和修正面積。由于取得坐標點少和不太合理，造成公路穿過了圖斑，在Arcgis10.3繪制圖班時，沒有谷歌地球遙感影像參照是不能發現的。改正步驟是：用Arcgis10.3 轉換工具，轉為kmz 格式，在谷歌地球上打開觀測可直接發現錯誤，如圖2中公路穿過小區，顯然，如圖示2測量結果顯示面積大于實際面積,連公路也包含了進去，實際上面積大了(146 387-135 370)/146 387=7.5%。同理，其他建筑、池塘等都可能造成上述錯誤結果，若修正的話，可直接在谷歌地球上取點，增加拐點修正，得到較為精準的結果。如圖3。

圖2

圖3 修正后面積測量圖

2.2.3 用谷歌遙感影像校正坐標

原因：國家有北京54 坐標系，西安80 坐標系，CGCS2 000 坐標系等，而谷歌地球遙感影像使用的WGS84 地理坐標系，這樣就涉及坐標轉換，無論是三參數還是七參數，都有一定的誤差，在實踐測量中，少則幾十米，多則幾百米。在新一輪退耕還林、林業工程驗收、全國土地調查落實地界等過程中，造成圖與土地不符現象，使得工作難度加大，解決方法是用谷歌地球遙感影像作為底圖，在Arcgis10.3中校正，可以得到符合要求精度的圖像。

3 結束語

綜上所述，利用谷歌地球遙感影像輔助測量,簡單易行,直觀性好，特別是對于發現的錯誤及時進行分析修正,提高了烏蘭布和沙區林地測量準確性，完全能滿足土地轉讓承包國土資源調查等林業工作在實際中的測量中的應用,而且在一定面積的測量工作中,精度完全勝于人工拉尺的測量工作。