Google earth和global mapper在确定城郊供水加压泵站位置的应用

陈云生

(黑龙江省黑河市爱辉区水务局，黑龙江 黑河 164300)

Google earth和global mapper在确定城郊供水加压泵站位置的应用

陈云生

(黑龙江省黑河市爱辉区水务局，黑龙江 黑河 164300)

在农村饮水安全工程建设中，通过利用Google earth添加地标、路径的功能，以及global mapper绘制等高线地形图的功能，并将上述位置及参数布置到工程项目的卫星地图上，直观地表达了项目所在区域的地理信息，为工程科学决策提供依据。

Google earth； global mapper； 地标； 路径； 等高线地形图； 供水加压泵站

1 背景介绍

随着城市的增容发展，城区与周边农村的界限越来越模糊，城市的发展带动周边农村的发展，随着经济的增长，人口的增多，农村居民对可求提高生活质量的愿望越来越迫切，而落后的基础设施限制了农村整体的发展，它们之间的供需矛盾日益突出。另外城市排污设施对近郊村屯的现有水源造成了污染，损害了周边农村居民的身体健康，并形成集体上访事件，负面影响严重。为解决城郊村屯日益突出的饮水安全问题，爱辉区抓住国家高度重视农村饮水安全工程建设有利契机，通过积极争取项目，于2009年对所属幸福乡9个城郊村屯饮水安全问题进行集中解决。

对于距离城区较近的村屯，通过直接延伸城市管网干线支线与村内配水管网直接连接即可解决供水，但是对于距离较远，地势较高的村屯，由于城市供水管网输出点的压力不足，不能满足村内的供水要求，甚至不能供水到位，就必须通过建设供水加压泵站来解决。建设供水加压泵站需要考虑的因素包括以下3方面：①城市供水管网输出点的自由水头；②城市供水管网输出点到加压泵站之间管线总水头损失；③城市供水管网输出点与加压泵站之间的地面高程之差，以上3点是确定加压泵站位置的决定因素，另外还需考虑管线布置及加压泵站建设地点的占地问题，以及加压泵站以后的接电问题。特别是加压泵站建设占地属于永久性占地，涉及办理相关占地手续及占地费用等事宜，手续繁琐费用较高，占地已成为建设加压泵站需要重点考虑的因素之一。

2 相关软件准备

2.1 Google earth

是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件，它把卫星照片、航空照相和GIS(地理信息系统)布置在一个地球的三维模型上。其使用了公共领域的图片、受许可的航空照相图片、KeyHole间谍卫星的图片和很多其他卫星所拍摄的城镇照片[1]。google earth功能强大，在这里主要运用的功能有：强大的Google搜索技术，目的地输入，直接放大；结合卫星图片全球地理信息就在眼前；添加地标、路径；测量长度；保存图片等；文中使用的是Google Earth Plus6.0.1.2032 (beta)版。

2.2 Global mapper

是一款地图绘制软件，不仅能够将数据显示为光栅地图、高程地图、矢量地图，还可以对地图作编辑、转换、打印、记录GPS及利用数据的GIS功能。并可直接访问USGS(美国地质勘探局)卫星照片、TerraServer数据库和global mapper内部的地形图及以真实的3D方式查看高程地图的功能[2]。在这里主要运用global mapper绘制等高线地形图的功能，使用的是Global mapper v12.01中文版。

3 相关步骤

3.1 使用google earth在高地营子村的卫星地图上添加城市管网输出点和村内配水管网接入点地标，以及添加输水管线路径

1)保持电脑网络连接，打开“Google地球”，在左边侧栏的搜索框内输入项目村屯名称，点击“搜索”后google earth将自动带你 “飞”到项目村屯，高地营子村的卫星照片将清晰呈现在你的面前。

2)点击工具栏中的“隐藏侧栏”，使照片最大化显示，点击菜单栏中的“视图”“比例图例”，将在照片左下脚显示图形比例尺，它的作用是以后保存的卫星照片无论怎样缩放都可以计算出比例尺的大小;分别点击照片右侧3个功能键，将实现照片的旋转、移动、放大和缩小。通过以上一系列操作，将村屯布局完整显示到电脑屏幕上。

3)添加城市管网输出点和村内配水管网接入点地标。找到城市管网输出点位置，点击工具栏中的“添加地标”，移动图标到城市管网输出点，在“名称”输入框内输入“城市管网输出点”，点击“确定”，城市管网输出点地标添加成功；同样方法添加村内配水管网接入点地标，接入点位置为高地营子村饮水井位置，地标名称为“村内配水管网接入点”。

4)添加输水管线路径。点击工具栏中的“显示标尺”，选择“路径”，长度单位选择“米”，从城市管网输出点起到村内配水管网接入点止，用光标延拟铺设输水管线位置连续点击，输水管线路径添加完成，点击“保存”，在“名称”输入框内输入“方案1”，点击“确定”。同样方法完成“方案2”和“方案3”输水管线路径添加。

3.2 使用global mapper绘制高地营子村—幸福二队等高线地形图

1)数据收集。要绘制等高线地形图必须收集所要绘制地区的经纬度坐标和海拔高程坐标数据，可以从SRTM上下载。SRTM的全称是Shuttle Radar Topography Mission，即航天飞机雷达地形测绘使命，2000年2月11日上午11时44分，美国“奋进”号航天飞机在佛罗里达州卡那维拉尔角的航天发射中心发射升空，“奋进”号上搭载的SRTM系统共计进行了222小时23分钟的数据采集工作，获取N60°～E56°，面积超过1.19 亿 km2的 9.8万亿字节的雷达影像数据，覆盖全球陆地表面的80%以上，该计划共耗资3.64亿美元，获取的雷达影像数据经过2 a多的处理，制成了数字地形高程模型，该测量数据覆盖中国全境。这里需要下载的文件是“srtm_62_02.ZIP”，解压缩后使用的是“srtm_62_02.tif”文件。

2)打开“global mapper”，点击菜单栏中“文件”“打开数据文件”，选择存放“srtm_62_02.tif”的文件夹，选中“srtm_62_02.tif”后点击“打开”，将SRTM数据文件导入。

3)点击菜单栏中“文件”“生成等高线”，出现“等高线产生选项”选框，在“等高线设置”中，“说明”中输入“高地营子村”，“等高距”数据改成“1”，单位为“meters”，将“仅在指定高度生成等高线”选空，勾选“在最大/最小高度上产生独立海拔点”“以小差距值插补空数据”“在海拔标签附加单位标签”“平滑等高线/区域，以改善外观”；在“等高线边界”中，选中“全球投影”，输入所做地形图范围的经纬度值，这里输入“北”：50.2452°“南”:50.2236°“西”:127.429°“东”:127.48°，点击“确定”生成等高线地形图。

4)点击菜单栏中“文件”“输出矢量格式”，在下拉菜单中选择“KML/KMZ”,点击“确定”出现“KML/KMZ输出选项”选框，在“KML/KMZ选项”中勾选“创建压缩KMZ文件”“使用显示的标签而不是图钉点”“显示线或区图元标签”“在谷歌地球中当光标指向它时高亮显示”；在“导出边界”中，选中“全球投影”，输入所做地形图范围的经纬度值，同上，点击“确定”，选择保存文件位置，输入文件名称，点击“保存”生成可被google earth打开的KMZ文件。

5)打开KMZ文件，由global mapper绘制等高线地形图就覆盖在项目区的卫星照片上，见图1。同时我们也可以看到用google earth添加的“城市管网输出点”和“村内配水管网接入点”地标以及3种方案输水管管线的路径。

图1 项目区卫星照片

3.3 确定供水加压泵站位置，并在google earth中添加供水加压泵站地标

3.3.1 计算城市管网输出点至村内配水管网输入点管路总水头损失

该村2004年打深水井1眼，2006年铺设自来水管网，因井水铁锰严重超标，且出水量不足，夏季用水高峰季节有半数村民用水紧张，属于水质和用水保证率不达标。通过2009年初对该地区饮水安全现状调查，该地区每年春夏季干旱期间有4—6个月吃水困难，村民反映强烈，给村民生产生活上带来了极大的不便，制约了高地营子村的建设和发展。

表1 各方案总水头损失

3.3.2 计算供水加压泵站拟建地点最大地面高程

表2 供水加压泵站拟建地点最大地面高程计算表

3.3.3 在google earth中添加供水加压泵站地标。

为检验global mapper所做地形图精度，实际工作中对城市管网输出点和高地营子村地势最低点进行水准仪测量，测量结果两点高差为11.536 m；从global mapper所做地形图量得两点高差为12 m，误差为0.464 m。由于用global mapper所做地形图量得两点高差结果大于水准仪测量结果，所以用global mapper所做地形图提供数据确定的加压泵站位置供水保证率较高，满足设计要求。综合考虑占地及配电，选择方案1布置输水管线，将加压泵站设置在地面高程168 m处。

4 总 结

Google earth和global mapper强大的运算功能以及基于SRTM较高的数据精度，在编制农村饮水安全工程规划、可研报告、初步设计阶段节省了大量的人力物力，且满足设计要求，值得在水利行业其它专业领域推广使用。

[1]阮平平，贾艾晨.GoogleEarth在城市洪灾分析中的应用研究[J].水利与建筑工程学报，2013，1(06)：213-216.

[2]罗春波，王淑芳，赵绍广.GlobalMapper软件在复杂地表条件下的应用[J].物探装备，2010,20(04)：233-235.

ApplicationofGoogleEarthandGlobalMapperinDeterminingSuburbWaterSupplyPressurePumpLocation

CHEN Yun-sheng

(Heilongjiang Province Heihe City Aihui District Water Conservancy Bureau，Heihe 164300，China)

In the construction of rural area drinking water safety，through the use of Google earth to add the landmark，the path function，and global mapper drawing contour map function，the location and parameter setting are expressed to the project's satellite map in the project and in the area of geographic information to provide the basis for engineering scientific decision.

google earth；global mapper；landmark；track；contour map；water supply pumping station

1007-7596(2014)12-0059-03

2014-01-29

陈云生()，工程师，从事农村饮水安全工程规划勘测设计。

TU991.62

B