ArcGIS与Google Earth结合在林业资源调查与管理中的应用

甘代清

摘要：通过ArcGIS的处理将基础地理信息、林业资源数据和林业专题数据融入Google Earth，生成以谷歌遥感影像为底图，叠加林业信息的KML/KMZ格式数据集，探讨了通过电脑端和手持终端设备及相关软件实现融合数据在林业调查设计、森林资源监管、林业“三防”体系建设等方面应用。

关键词：ArcGIS;谷歌地球;林业;应用

中图分类号：S7 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）15-0248-02

1引言

ArcGIS是美国环境系统研究所开发的集成了全面的GIS功能的地理信息处理软件，广泛应用于工业、农业、林业、商业等领域，ArcGIS提供了一个可伸缩的、全面的GIS平台。在林业工作中实现了林业数字化制图，准确而高效地输出林业专题信息，弥补了传统林业制图工作量大，效率低，精度不高，信息负载量小，更新难度大等不足。目前ArcGIS林业制图中使用的底图主要是地形图，地理信息量少，判读技术要求高，更新频率低，而高空间分辨率卫星遥感影像也因成本高、阴影和云层处理困难等原因还未普及。

Google Earth是一款Google公司开发的将卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球三维模型上的虚拟地球仪软件。Google earth影像是航天遥感影像与航拍数据的整合，其分辨率最低为100m，多数为30m，最高可达0.61m，Google Earth提供了多个时间节点的遥感影像数据，比地形图和单一时间段卫片拥有更大的信息负载量。目前谷歌地球已广泛应用于林业领域，可直接使用谷歌地球提供的共享空间影像数据和服务辅助开展林业资源调查设计、辅助鉴定林业案件和营林生产规划设计活动，或进行二次开发，制作数字化地形图，辅助开展森林火灾扑救和灾后损失评估等，与GIS技术、GPS技术结合发展精准林业，与无线通信技术、GPS定位技术结合可实现准确、实时的定位跟踪，但目前应用多停留在较初级的利用，仍缺乏深度开发利用。

利用ArcGIS强大的地理信息处理能力输出林业矢量化数据，通过技术处理，将基础地理信息、林业资源数据与谷歌地球遥感影像数据融合，充分发挥ArcGIS和谷歌地球的各自优势，形成由数字化地理信息、林业资源数据和谷歌地球遥感影像数据的空间信息共同构成的数字化数据集，结合GPS和北斗导航定位技术，在实际工作中为林业工作者提供准确而直观的参考数据，可实现快速判读、定位、测量和精确导航，为林业工作精准而高效完成提供有力保障。

2兼容性可行性分析

2.1软硬件兼容

经ArcGIS与Google Earth处理的数字化文件占用空间小，信息量丰富，存储、读取、处理和携带方便，可以在普通的计算机、平板、手机及手持定位终端上读取和使用，只需设备安装支持谷歌遥感影像软件并支持导入KML/KMZ文件，可卫星定位即可。

2.2数据兼容

KML/KMZ文档框架是基于可标记语言描述架构，兼容大多数导航定位应用软件，其标注的图层样式可保存和转移，方便展现林业资源信息和专题信息。谷歌地球叠加图层的属性特征HTML描述兼容资源档案数据库信息。

2.3可行性分析。

目前，ArcGIS软件已在林业基层单位普及，使用ArcGIS与谷歌地球相结合的技术方法切实可行，整合数据支持在大部分电脑、安卓或OS系统手机、平板及专业导航定位终端上使用，且数据更新与管理方便，可以结合Google Earth APP、两步路户外助手、奥维互动地图等常用移动终端软件的特点，充分发挥谷歌遥感影像的优势，辅助开展林业工作。

3在林业调查设计中的应用

3.1在一类调查中的应用

长期以来，采用罗盘仪引点的方式开展一类调查在样地设立、查找和复位上耗费了大量的人力物力，且精度低。经ArcGIS处理本期及往期布设样地的数据导入谷歌地球中，通过近期遥感影像和基础地理信息数据，可初步了解样地情况，开展路径规划，工具配备等前期工作，同时，结合前期采集的角桩GPS坐标、航迹数据，通过手持定位终端导航，在无向导的情況下也可引导定位样地开展调查工作。

3.2在二类调查中的应用

目前，各地均开发了面向林业二类调查的软硬件平台，但在使用过程中普遍存在数据下载分发操作繁琐、对设备软硬件要求高、资源底图绘制时间陈旧，更新速度慢等问题，通过ArcGIS与Google Earth融合前期资源档案数据和近期谷歌遥感影像，在开展调查前可辅助了解小班资源现状、变化因子与遥感信息的相似度和小班地理信息等基础数据，再将KML/KMZ数据导人手持导航定位终端，在现场调查时，通过结合实时定位导航，可以快速确定小班位置，查询前期小班因子，开展小班区划调查，更新小班因子变化。

3.3在三类调查中的应用

叠加了GIS信息的谷歌遥感影像提供了在调查前提供了精确的小班资源信息和地理信息，通过移动终端安装的谷歌地球APP、两步路、奥维等兼容谷歌遥感影像和KML文件的软件，野外调查时可及时掌握调查区域前期资源状况、地形地貌和界限情况，通过实时定位导航和测绘，结合传统三类资源调查数据和手段，可迅速确定调查区域边界、核实面积并采集调查区域坐标信息，提高了三类调查的野外调查作业和内业成果制作的效率。

4在森林资源监管中的应用

森林资源监管涉及小班变化因子的及时更新，各地开发的森林资源监测管理软件在软硬件要求和底图更新上存在短板，集合GIS信息和谷歌遥感影像的数据可以更加及时、准确、高效地获取地物信息，从而有效辅助完成资源信息更新。同时，结合谷歌历史遥感影像数据，可辅助实现对森林资源的动态监测。

通过对融合的资源数据和影像数据的分析输出林业专题数据，结合数据模型划分森林景观类型，监测野生动植物群落分布，研究与野生动植物密切相关的生态因子与人类活动的关系，可实现对研究区域内野生动植物的监测与保护。

4在林业“三防”体系建设中的应用

4.1在森林防火扑救中的应用

经ArcGIS处理的森林植被、火险监测、资源和地理信息数据，导入谷歌地球进行叠加，结合气象预报数据、导航定位技术和无人机航拍技术，可辅助实现森林火险预测预报、火点快速精准定位、火情监测、扑火队挺进和撤退线路规划、防火隔离带规划等森林防火扑火工作。在日常森林防火巡查工作中，配置了融合数据的移动定位终端还可对护林员护林巡护工作进行监管，对异常情况的坐标和图像信息及时共享上报（需要移动网络支持）。

4.2在林业司法鉴定中的应用

在叠加经营区森林资源数据的谷歌地球上对最新遥感影像中的异常图斑进行前期筛查，同时通过谷歌地球小班图层包含的资源数据库信息，结合森林经营历史和谷歌历史影像数据比对，可初步确定发生林业违法事件的位置、涉及面积和发生时间等基本情况，通过移动终端设备现场核查，快速确定案件发生地点，现场调查拍照并辅助测绘涉及区域，查阅比对历史经营数据，利用历史影像和落界数据可辅助鉴定林业违法案件，测绘数据通过叠加91卫图助手等工具下载的无偏移正射遥感影像可在ArcGIS中快速出图，辅助案件调查。

4.3在森林病虫害防控中的应用

当前，森林病虫害防控的形势日益严峻，特别是松材线虫、松毛虫、柳杉毛虫等重大病虫害危害面积大、防控困难，采用数字化手段开展森林病虫害防控拥有显著优势。经遥感影像分析和ArcGIS处理的病虫害发生和防控数据，结合谷歌地球软件特点，利用现场调查、资源档案和历史影像相结合进行研判，可动态分析病虫害发生情况，辅助决策森林病虫害防控工作，并开展防治区域的防控成效监测。

5结语

ArcGIS和Google Earth结合在林业工作中的应用是“3s”技术在林业工作中的具体应用。利用KML文档框架技术，可将森林资源信息、地理信息与谷歌遥感影像进行有机结合，突破了当前林业制图和软件应用的障碍，为林业工作开展提供了信息丰富、操作便捷、普及方便的数据管理手段，可在林业调查规划设计、森林资源监管、林业“三防”体系建设等方面进行广泛应用，为林业数字化、信息化、智能化提供了有力支撑。