Google Earth在江苏省级营造林核查中的应用

倪健忠 陈云 蒋婷婷* 郑刚

（1江苏省森林资源监测中心 江苏南京 210036；2江苏省宜兴市林业指导站 214200）

1 前言

江苏省级营造林核查是以省级林业主管部门为主开展的一项旨在准确掌握全省当年营造林现状，客观真实反映“绿色江苏”建设成效的基础性工作。江苏省森林资源监测中心从2003年开始承担全省年度营造林省级综合核查工作，工作中先后引入了GIS技术[1]和PDA（平板电脑）技术[2]，极大的提高了工作效率和质量。

江苏省级营造林核查是在县级自查、市级抽查的基础上，对各地营造林实绩、成效以及重点林业工程营造林建设项目完成情况进行检查，并进行各项分析与综合评价，为科学管理、宏观决策提供依据。核查对象为各地上报的面积在0.067hm2（1亩）以上的新造林地块（小班）[3]，采取分层、随机抽样等方法抽取样本。被抽中的地块（小班），从作业设计文件、检查验收卡片等方面，按《营造林综合核查技术规程》，利用“3S”技术对上报小班经实地勘验后再矢量化并求算面积，通过计算面积核实率、上报合格率等几个技术指标，最终确定被核查单位当年核查结果，并通报全省。

省级营造林核查工作分为内、外业：内业主要是准备被核查单位影像资料（航片、卫片、地形图等），检查当年营造林资料（小班作业设计书、县级检查验收卡片、小班图等），修正外业勾绘小班边界并计算小班面积和更新面积，填写小班核查属性并计算结果；外业主要是利用PDA、PAD（平板电脑）和GPS等工具实地勾绘或绕测小班，完成地块（小班）边界勾绘及各项因子的调查。

2 当前影像资料存在的问题

随着“3S”技术应用的不断深入，调查技术与调查资料已经成为提升工作效率和质量的决定因素。在使用PAD统一了省级核查工作技术手段以后，调查时所用影像资料的质量，成了影响核查工作的关键因子，工作主要表现在以下方面。

2.1 影像拍摄时间早，导致调查效率低

造林核查时需要对核查小班的边界进行准确勾绘并确认面积。影像拍摄时间越晚，影像越接近现状，地形地貌无变化或变化小，只需对照影像沿明显地物地标勾绘边界；影像拍摄时间越早，影像与现状出入越大，地形地貌变化较大，则需沿小班边界走一圈才能完成边界勾绘，工作效率孰高孰低不言而喻。全省现阶段主要使用的影像资料是省测绘局于2012年拍摄的航片，在大部分地区与现状地貌地形出入较大，是造成核查工作效率较低的主要原因。

2.2 影像分辨率低，造成调查质量差

影像分辨率是记录地物的最小单元，用来描述影像中一个像元点所表示的面积，一般以米为单位，数字越小，分辨率越高、影像越清晰。在没有新的高分辨率影像时，要从各个渠道取得各式各样的影像资料，其中有时间新但分辨率低的影像，虽然能大概看清地物地貌，但无法用于准确勾绘小班边界。

3 Google Earth影像应用需解决的问题

Google Earth（以下简称“GE”）是美国Google公司开发的一款免费的虚拟地球软件，它将航空影像、卫星影像和地理信息系统（GIS）整合在一个三维数字地球模型上。用户可以通过电脑免费浏览全球各地的高清影像[4]。

“GE”软件提供的影像资料具有空间分辨率高、时效性强和坐标准确三个特点，同时还能够提供同一地点不同时点的免费卫星影像资源[5]。目前，在“GE”软件中，覆盖江苏的影像大多是2015年以后分辨率达到0.61米——2.5米的卫星影像，部分影像已更新至2017年3月。通过使用最新的高清影像，在工作中可以高效准确地勾绘新造林小班边界；通过比对同一区域不同时间的影像,可以判定造林小班是属于新增造林还是更新造林。

但是，“GE”中的影像不能直接用于造林核查工作，因为存在以下二个需解决的问题。

（1）坐标系转换问题

“GE”影像数据使用WGS_84坐标系，而江苏省级营造林核查工作使用西安_80坐标系，这两种坐标系因使用不同的地球参考椭球体和大地基准面而不能直接互相转换。调用不同坐标系的数据，数据需要经过坐标转换后在同一坐标系下才能使用。

（2）文件格式转换问题

“GE”不能直接调用普通GIS文件，只能使用“KML”格式文件。这是Google公司开发的基于XML语法和文件格式的一种标记语言[6]。用户在“GE”软件中，可简单的勾绘点、线、面，并将数据保存为“KML”文件。而江苏省级营造林核查工作使用的是“shp”或“tab”格式文件，因此，不管是在江苏森林资源管理信息系统中使用“KML”文件，还是在“GE”软件中编辑、使用“shp”或“tab”文件，都需要进行文件格式的互转。

4 技术方法

为在江苏省省级营造林核查工作中更好地应用，“GE”以江苏森林资源管理信息系统为GIS操作平台，提出了在此项工作中综合应用“GE”的技术方法，详见图1。

该技术方法利用第三方软件下载“GE”影像，并将转换后的影像数据复制到PAD中，并利用三参数动态投影方法将WGS_84和西安_80坐标系相衔接；完成外业调查后，将调查数据导入PC，利用GIS软件修正小班边界并填写相关因子，对于在“造林时间、造林地类型等因子”存在异议的小班，利用GIS软件将数据从西安_80坐标系转为WGS_84坐标系下的“KML”文件，并在“GE”软件中加载该文件，通过比对同一地区不同时间的影像资料来判断相关因子，最后完善核查因子。

图1 技术路线图

该技术路线的优点是：可以在PAD或GIS平台中叠加“GE”影像和“shp”数据，利用GIS强大的编辑功能，对“shp”数据进行快速高效的操作，提高外业调查效率和质量；同时，对有异议的小班可以利用“GE”软件的“时间轴”工具，根据同一地区不同时间段的历史遥感影像，来判断和填写小班的相关因子，力求核查小班及其主要因子更加准确。该路线的缺点是：在软件切换及数据使用中，需进行WGS84坐标系与西安80坐标系之间的转换、“shp”格式与“KML”格式的转换，专业性相对较强，不利于一般林业技术人员掌握。

5 结论

在分析“GE”软件及其遥感影像优点基础上，分析了利用“GE”数据进行营造林核查工作存在主要技术问题，提出了以江苏森林资源管理信息系统为GIS操作平台，在江苏省级营造林核查工作中综合应用“GE”的技术方法，推广应用该方法，将大大提高全省营造林核查工作的效率和质量，并为“GE”在其它林业业务中的应用提供了新思路。

参考文献：

[1]倪健忠，程小义.GIS技术在年度森林资源监测中的应用研究[J].江苏林业科技，2008,（03）:34-36.

[2]倪健忠,郑刚，程小义.PDA与3S技术在年度造林核查中综合应用[J].江苏林业科技，2011,（04）:22-24+27.

[3]江苏省林业局.江苏省营造林实绩综合核查办法[S].2005.

[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]宋俊山，郑刚.基于Google Earth的连云港市林地变更调查探析[J].江苏林业科技，2016,（01）:25-28.

[6]杜英俊,于重重,刘杰.基于KML开发的GIS系统研究与应用[J].计算机应用于软件，2010,27（10）:49-51+116.