谷歌地球在永平县新一轮退耕还林工作中的应用

马晓伟,李银猛

(永平县林业局，云南 永平 672600)

谷歌地球在永平县新一轮退耕还林工作中的应用

马晓伟,李银猛

(永平县林业局，云南 永平 672600)

永平县自2015年开始实施新一轮退耕还林工程，按照传统的林业工作方法，工作量大、勾绘不准确、进度慢。将谷歌地球与ArcGIS软件结合，通过图层转换、转换文件格式，转换坐标系统，通过GPS坐标参数校准等方法及步骤，得到退耕还林小班图层文件，即可用于作业设计文件的编制，以及用作检查验收的基础材料。采用该方法能提高内外业工作效率和工程管理质量。

谷歌地球；退耕还林；ArcGIS；作业设计；小班勾绘；坐标参数；永平县

退耕还林还草是治理我国水土流失和土地沙化的重大生态修复工程、。工程建设增加了林草植被，改善了项目区生态环境，减少了水土流失，促进了农业结构调整，增加了农民收入，是一项深受百姓欢迎的民心工程。永平县2015年开始启动新一轮退耕还林工程，面积为333.3 hm2。新一轮退耕还林还草作业设计地块是依据第二次全国土地调查以及2013年度土地变更调查成果和乡镇土地利用总体规划，地块限定在25°以上非基本农田坡耕地。通过对土地变更调查成果的分析，永平县涉及农户多，符合条件的地块地形破碎，多分布在山区，交通不便。若按传统的方式进行作业设计，存在工作量大、勾绘不准确、易出偏差等问题，加之1∶50 000 地形图信息陈旧和调查设计人员的业务素质差异，勾绘精度难以保证。若采用最新的卫星航空影像数据，则成本较高，难以实施。谷歌地球在制图方面简单直观，但无法直接求算面积(免费版)，将其和ArcGIS10.0软件结合，则能提高工作效率，具有一定的实用价值。

1 谷歌地球简介

谷歌地球(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布置在一个地球的三维模型上。Google Earth的卫星影像并非单一数据来源，而是卫星影像与航拍数据的整合。由于不同区域的数据来源不同，影像的分辨率同时会存在差异，大多数情况分辨率至少100 m，通常为30 m,最高可达0.61 m。且谷歌地球软件中可查看部分区域的历史卫星影像。基于谷歌地球采集实施退耕还林作业地块的数据，特别是实施地块的四至界线，其精度已能满足作业设计的基本要求。

2 第一次退耕还林作业设计方式

永平县2002年启动退耕还林工程 1 600 hm2，涉及7个乡镇，农户 2 730 户。当时的作业设计方式是采取人工用皮尺丈量实施作业地块，利用GPS定位地块中心坐标位置，利用坡度仪测出地块坡度进行坡度改平，从而计算出实施地块的作业面积。当时以比例尺1∶50 000 的地形图为底图，若作业地块相对集中连片，且面积大于1 hm2，内业制图时用比例尺符号勾绘成图；若作业地块零星分散的，内业制图时用非比例尺符号示意点标注成图。传统方式调查设计人员工作强度大，往往一块作业地块要进行多角度、多方位的丈量，费工、费时。工作人员在检查或施工过程中，在没有明显的地物点作参考的情况下，对地块判读不准确，对小班界线辨别不准确，易造成作业设计小班位移，使作业小班的施工与实际不符。

3 谷歌地球软件的应用

3.1 图层转换

土地变更调查成果为shp格式文件，而谷歌地球默认打开的是kmz/kml格式文件。利用ArcGIS 10.0-Toolbox中的转换工具，将shp格式文件导出为kmz/kml格式文件保存，并添加到谷歌地球中默认保存。由于坐标不同，所转换的土地变更调查成果与实际地块界线有差距。因此，土地变更调查成果只能为25°以上非基本农田坡耕地提供参考。

3.2 勾绘小班地块

谷歌地球影像非常直观，以村民小组为单位，将村民小组全体户长通知在一起，打开谷歌地球软件，在群众共同参与指认的条件下，用添加多边形工具勾绘符合作业设计要求的实施小班地块界线，同时录入相应的地块信息。若地块边界不清晰，则需用GPS辅助进行现地调查。待整个村民小组涉及的群众自愿将地块纳入退耕还林管理，且符合作业设计要求的小班地块勾绘结束后，将勾绘的kmz/kml格式文件保存到指定位置。

3.3 使用ArcGIS 10.0软件进行后续操作

谷歌地球(免费版)的坐标系统是WGS-84坐标系，勾绘的小班地块信息保存为kmz/kml格式文件，不能进行更为细致的编辑，不能达到新一轮退耕还林作业设计的要求，需进行转换处理。

3.3.1 kmz/kml格式文件转换为shp格式文件

打开ArcGIS10.0—Toolbox中的转换工具—由kml转出—kml转图层，确定后,在电脑指定位置产生名为“永平县2015年度退耕还林.gdb”文件夹和一个名为“永平县2015年度退耕还林.lyr”的ArcGIS图层文件。

在ArcMap中,以“添加”方式将“永平县2015年度退耕还林.gdb”文件夹目录下的Placemarks polygon打开，然后打开Toolbox中的数据管理工具—投影和变换—创建自定义地理(坐标)变换，在窗口对话框中输入地理坐标变换名称(Geographic Transformation或Custom WGS84 to xian80)，输入地理坐标系(GCS-WGS-84)，输出地理坐标系(GCS-Xian-1980)和坐标转换参数(图1)，确定。打开Toolbox中的数据管理工具—投影和变换—要素—投影，在打开的对话框中输入相关内容，确定(图2)，将会在指定位置产生名为“永平县2015年度退耕还林” 的文件夹和能在ArcMap中打开和编辑的图层文件“永平县2015年度退耕还林”(图3)。至此，kmz/kml格式文件已转换为shp格式文件。

这里需要注意的是坐标参数问题。由于谷歌地球的坐标系统是WGS-84坐标系，把WGS-84坐标转换为西安80坐标是在不同坐标系统中转换，需要坐标转换参数，但其涉及的转换参数是国家机密。地形图多采用的是西安80坐标系，退耕还林作业设计地块需要进行坐标投影变换后才能配合地形图进行再编辑。在知道当地GPS坐标参数时，可用当地的GPS坐标参数dx、dy、dz的数值；在不知道GPS坐标参数时，可以在外业的时候用GPS定出1～3个明显的地物地貌坐标点(用于在ArcMap编辑状态下的参考)，打开ArcMap的编辑器—开始编辑—移动，弹出增量x、y对话框，输入x和y值即可，使用平移工具(只能是局部的，如以村委会或村民小组为单位)，需要注意的是平移方向，从而确定平移参数的正负。

图1 输入地理坐标系和坐标转换参数界面

图2 输入相关内容界面

图3 转换而成的退耕还林图层文件

3.3.2 对shp格式文件进行编辑

在ArcMap中打开“永平县2015年度退耕还林.shp”图层文件，点右键打开图层属性表，添加乡镇、村委会、村民小组、小班号、小班面积等作业设计要求的字段。在图层编辑状态下，计算各农户退耕还林地块面积(导出属性表，作为退耕还林补助资金公示、兑补依据)，然后将相邻退耕地块合并为一个小班进行管理。

3.4 退耕还林工程管理

退耕还林工程政策性强、检查验收严，往往要经过国家、省、州、县、乡镇的层层验收，在工程施工或检查过程中，通常使用地形图进行判读，由于工作人员识图水平不一致，易造成作业小班与实际有偏差。为了能准确定位退耕还林工程实施地块，可将已编辑整理好的退耕还林矢量图层通过ArcMap转换为谷歌地球默认打开的kml格式文件：打开Toolbox中的数据管理工具—投影和变换—创建自定义地理(坐标)变换，在窗口对话框中输入地理坐标变换名称(Geographic Transformation)、输入地理坐标系(GCS-Xian-1980)、输出地理坐标系(GCS-WGS-84)和坐标转换参数(与上述参数相反)，确定；打开Toolbox中的数据管理工具—投影和变换—要素—投影，在打开的对话框中输入相关内容，确定；打开ArcToolbox—转换工具—转为kml—图层转kml,会在指定位置产生名为“永平县2015年度退耕还林. kmz/kml” 的格式文件。将文件叠加到谷歌地球上，可下载影像图或在笔记本电脑上进行缓存，工程管理人员便可到现地进行准确定位，这样可极大地提高项目管理的质量和效果。

4 结语

使用传统的林业作业设计方式，作业设计不仅粗放且不够直观，特别是作业设计小班的界线易受到调查人员技术水平因素的影响，直接影响到作业小班的准确性。利用谷歌地球影像图判读比用地形图判读方便、简单且接近实地而准确，基本上解决了传统林业外业调查工作量大、调绘难、进度慢、费用高的问题，极大地节省了人力、物力、财力及时间，真正实现了林业“数字化”管理。

[1] 云南省退耕还林办公室.云南省退耕还林文件汇编[Z]. 2015.

[2] 永平县林业局，永平县志办公室.跨世纪的永平林业[M].潞西：德宏民族出版社，2002.

[3] 梅志杰.浅谈Google Earth在林业制图中的应用 [J].陕西林业科技，2015(3):90-93.

[4] 熊安华. Google Earth在林业调查规划中的应用研究[J].绿色科技，2012(11)：267-268.

[5] 姚美玲，环正国.Google Earth和ArcGIS软件在宾川县新一轮退耕还林工程中的应用[J].林业调查规划，2015，40(5)：9-14.

[6] 沈飞，田云峰.谷歌地球在林业调查规划中的应用[J].新疆林业科技，2013(2)：57-58.

Application of Google Earth in Retuning Farmland to Forest Project of Yongping County

MA Xiaowei, LI Yinmeng

(Yongping Forestry Bureau, Yongping, Yunnan 672600, China)

The returning farmland to forest project has been conducted since 2015 in Yongping County, but the traditional method come up with big workload, inaccurate drew, slow progress etc. This study integrated the Google earth and ArcGIS software, through the layer conversion, file format conversion, coordinate system transformation, GPS coordinates parameters calibration, we obtained sub-compartment layer files which could use for case design file, and the basis material inspection. This method can improve the efficiency and project management quality of inside and filed works.

Google Earth; retuning farmland to forest; ArcGIS; case design; sub-compartment drawing; coordinate parameter; Yongping County

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.02.004

2017-01-19.

马晓伟(1978-)，男，云南永平人，高级工程师.从事森林经营工作.

S76.9；F301.24；TP39

A

1671-3168(2017)02-0016-04