基于天地图资源制作林业外业调查和导航用图的研究

饶 秀 俊



基于天地图资源制作林业外业调查和导航用图的研究

饶 秀 俊

（福建林业职业技术学院园林系 福建南平 353000）

天地图资源是国内最具有权威性的免费卫星影像资源，其卫星影像已达到0.54米分辨率，且能保持一定的跟新速度。通过利用天地图的影像资源，结合移动设备制作出可供基层林业工作中使用的可移动外业调查和导航用图，能有效提高林业基层工作人员外业调查的工作效率。

天地图；林业外业调查；移动设备；导航图

基层林业工作很多都要用地形图深入实地进行区划调查，费时费力，劳动强度大，精度低，采用卫星影像资源能大大减轻林业调查规划的劳动强度，提高工作效率，提高调查精度。然而，卫星影像资源价格昂贵，一般的基层林业站无法承受，而上级单位下发的卫星影像涉密性强，不便于放入移动设备野外使用，所以出于资金或技术等方面的考虑，在基层林业规划设计中，多数还是沿用传统的调查方式。

天地图是国家测绘地理信息局主导建设的国家地理信息公共服务平台，于2010年开通，向公众、企业、专业部门、政府部门提供24小时不间断一站式地理信息服务。大部分区域可以提供精度为0.54米分辨率的卫星遥感影像等地理信息数据，是目前中国区域内数据资源最全和最权威的地理信息服务网站。各类用户可以通过“天地图”的门户网站进行基于地理位置的信息浏览、查询、量算、搜索，及路线规划等各类应用。天地图资源分为20个级别，以天地图（福建）为例，目前天地图（福建）高清图为18级（0.54米分辨率）的网站已经全部建成并上线，大部分地区18级（0.54米分辨率）的数据均已经更新到2015年，个别地区如福州市数据更新到了2016年。其主要数据有无偏移卫星影像、无偏移地图和无偏移地形三种数据，坐标系统为CGCS2000。目前福建森林资源管理也在推广使用CGCS2000坐标系统。所以，本文主要以天地图·福建资源进行制作研究。

1 软件及工具准备

1.1 软件

本次操作使用的资源制作软件有卫星地图下载器、ArcGIS10.2、Global Mapper14.0、OruxMapsDesktop；移动端使用免费的安卓户外软件OruxMaps。

1.2 硬件

笔者使用的是显示屏幕为5.5英寸的普通安卓智能手机和集思宝UG802TD手持GPS机进行比较。

2 实验数据

小班矢量数据选用福建某林区的一个乡镇的2016年建档的林业小班图进行操作，卫星影像为天地图（福建）高清影像，高程数据为谷歌地球高程数据。坐标系全部统一为CGCS2000坐标系统。

3 技术方法和操作步骤

3.1 天地图影像资源的获取

天地图影像资源获取的方法比较多，本次使用91卫图下载器下载获取，该软件可以申请免费版使用，可以有效下载所指定的任意经纬度范围的卫星影像，还可以按小班界限下载卫星影像数据，操作如下。

3.1.1图片下载

选择需要下载区域双击出现新建任务对话框，下载级别共有18级（0.54米分辨率）可供选择，考虑到手机屏幕的大小和手机硬件的承受能力，通过笔者对比试验，选择下载17级（1.08米分辨率）数据体积减少70%左右，手机运行流畅，而且也可很好满足外业调查需要。当然，如果是安卓平板电脑，显示器7英寸以上且CPU性能较好，内存4G以上可以选择0.54米分辨率数据下载。下载数据的同时选择下载高程数据。

3.1.2图片导出

当任务下载完成后，通过“导出”功能将下载的影像资源和高程数据分别导出为带坐标的TIF格式卫星影像图片和带高程和坐标数据的TIF格式图片。

3.2 KML文件制作

利用ArcGIS软件工具箱里面的SHP文件将加载的小班数据转化为KML文件保存。如果SHP文件坐标系统与卫星影像不一致，需要进行匹配，大面积需要3参数或7参数进行坐标转换，小面积数据直接启用编辑功能偏移全部小班到特征点基本就能满足需要。

操作步骤：地图处理->ArcToolbox->转换工具->转为KML。

3.3 高程数据的制作

打开Global Mapper14.0 软件加载3.1下载的高程数据，将带有高程信息的TIF文件转化为HGT格式文件，本步骤会生成三个同名文件（N**E***.hgt、N**E***.hdr、N**E*** .stx），三个文件需要放入同一个文件夹。

操作步骤：文件->输出->海拔网格格式，弹出对话框所有选项默认点击确定按钮即可。

3.4 影像数据包的制作

3.4.1数据格式转换

将3.1下载的卫星影像用Global Mapper转换为JPG格式卫星影像文件。

操作步骤：文件->输出->输出光栅/图像格式，弹出对话框选择JPG格式文件，压缩比选1∶1，其他所有选项默认，点击确定按钮即可。

3.4.2离线地图数据制作

打开OruxMapsDesktop软件，该软件需要JAVA环境，如果电脑没有安装，首次运行会提示下载安装，按提示下载一个安装即可。

操作步骤：第一步，点击calibration file，输入3.1生成的GEOTIFF卫星影像；第二步，点击Image file,输入Global mapper生成JPG文件；第三步，点击DAIUM，选择下拉菜单中的WGS1984；第四步，点击PROJECTION，选择下拉菜单中的LATIIUDE/LONGIIUDE；第五步，点击Destiny directory，选择生成的离线地图存放文件夹；第六步，点击Jpeg format,选择菜单，把原来的质量85%改为100%，点击Greate map后程序即可完成离线地图的制作，本步骤生成的数据为两个同名的文件，需要放入同一个文件夹使用。软件界面操作结果见图1。

图1 OruxMapsDesktop软件操作结果界面

3.5 移动端数据导入

将3.2生成的KML文件、3.3生成的高程数据、3.4生成的离线地图数据通过数据线拷贝进移动端的OruxMaps软件安装目录对应的目录下，也可以通过自定义的方式加载自己新建的目录，建议使用软件默认目录，因为笔者在使用过程中发现，如果是自定义目录偶尔会出现找不到数据的情况，将数据导入完成后重新启动机器完成数据导入工作。

操作方法：设置->地图，通过地图路径、DEM文件夹、KML overlay settings 对话框设置卫星影像、高程数据和KML文件存储路径。

4 结果与讨论

4.1 结果

通过加载的卫星影像和KML文件，设置航线线宽为1个像素，默认为4个像素太宽，就可以很直观的就可以判断出小班位置，以及小班与卫星影像特征点（如山脊线、道路）重合程度，同时利用手机的卫星定位功能就可以知道自己所在位置，通过观察卫星影像可以确定基本的调查线路。同时，利用高程数据可以在移动端生成3D视图，非常直观明了。具体效果见图2和图3。

图2 平面视图

图3 3D效果视图

利用航迹记录功能还可以生成外业调查航迹KML文件，尤其是交通条件不便的林区，在下次进行调查时就可以直接利用轨迹导航功能到达改点，有效提高寻找路径的效率。传统林区山高林密，利用传统地形图外业作业时常常视野收到遮挡，导致误差大，而且调查界限等精度还受到调查人员经验的影响，利用本文方法制成的外业移动导航图，由于提供的是卫星影像，特征点丰富，现场可判读性强，同时导航定位功能不受视野遮挡限制，观察区域广，可以有效辅助外业调查人员提高工作效率。本方法可以在伐区设计、造林验收、 林地勘界、资源调查、资源管护以及森林案件调查中使用。

4.2 讨论

将现代信息技术整合到林业传统的业务中，提高林业生产效率是林业现代化的主要手段之一，也是现代林业技术发展的一个主要方向。本文通过使用天地图资源制作林业外业调查移动和导航用图，能够有效地降低传统林业工作作业强度、降低误差，同时提高了基层林业部门的工作效率和调查结果的质量，降低调查人力成本。而且，由于使用的是普通的安卓智能手机，可以节约购买专业手持GPS机的硬件成本。笔者与专业手持GPS机进行对比研究观察发现，基本没有差别，甚至由于智能手机硬件配置较高，软件系统更新快，反而运行起来更加流畅。不过，目前天地图提供的影像更新速度不一，不能实时反映实际森林资源状况和林业生产经营管理情况，建议不能盲目利用天地图提供的影像数据，一定要结合实地调查，提高林业管理的时效性和准确性。

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2017-05-19

饶秀俊（1983-），女，安徽枞阳人，福建林业职业技术学院讲师、硕士，主要从事资源环境与城乡规划管理教学研究等工作；电子邮箱：116352998@qq.com。

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1004-7743（2017）03-0015-04