利用谷歌地球提高乌兰布和沙漠林地测量中的精度

朱向明，李克军，刘拥军，王俊芬

（1.巴彦淖尔市沙漠综合治理中心，临河 015000；2.清水河县林业和草原局，城关镇 011600）

利用谷歌地球遥感影像对乌兰布和沙漠森林资源、地类、小班等进行监测,能明显提高监测结果的精确性,使监测内容更加精细化，有效提高工作效率，检测工作成果。通过对谷歌地球影像进行辐射校正和几何纠正、图像整饰、投影变换、镶嵌、特征提取、分类以及各种专题处理等一系列操作，能达到乌兰布和沙漠林地资源规划、管理、林地变更、森林督查地类测量、小班划分、验收等目的。文章对测量基本的程序、容易导致的错误做了较为详细的总结，通过谷歌地球影像检测，提高精准度，使林地测量更加精准，减少乌兰布和沙漠中管理、用地等各种纠纷，有效地保证乌兰布和沙漠各项管理工作的顺利进行。

1 利用谷歌地球遥感影像修正GPS采集的图形

乌兰布和沙漠位于内蒙古西部，是我国西北荒漠和半荒漠的前沿地带，是我国八大沙漠之一。测量观测区位于乌兰布和沙漠东北部的巴彦淖尔市境内区域，地处东经106°9′～107°10′，北纬40°9′～40°55′。由于特殊的地质地貌，用GPS 采集到的图形在Arcgis10.3绘图中无法知道准确性与精度，利用谷歌地球检查修正GPS采集到的图形，可以很好地解决这一问题，提高绘图工作中的准确性与精度。

遥感监测是指一切无接触的远距离探测,一般是指航空遥感或者是卫星遥感，文章所指明主要是利用谷歌地球遥感影像。随着技术的进步，卫星拍摄的照片也逐步应用到测量工作中，精度也愈来愈高，某些地区民用领域已经达到的分米级的精度，完全能满足林地测量工作中的需要。通过工作实践，逐步摸索出了利用谷歌地球遥感影像修正错误，提高林地测量中的精度，并且在实践中取得了较好的效果。至今为止，在乌兰布和沙漠利用谷歌地球遥感影像修正错误，提高检测测量的准确性和精度，从来没有出现过任何纠纷。

2 修正后的图形正确计算面积以及容易出现的错误和解决方案

2.1 测量方案事例及程序过程

下面用在乌兰布和为企业实际测量中所打的坐标点来说明。首先，GPS中设置中央经线105°,默认坐标，自动打坐标点测量,测量完毕后用Mapsource软件导出，导出到电脑Excel表格中，然后删除高程点，仅保留经度（x）纬度（y）两列，转变为csv格式，如图1所示坐标点。

图1

在Arcgis10.3文件菜单里面的添加x、y数据，对应x、y 字段，新建“投影坐标系统”名称为“Projection”投影类型选择“Transervers Mercator”，False Easting 设 为500 000,Central Meridian 设 为105°。然后按照步骤，右击导出数据，转变为矢量数据。打开编辑功能，连接各点，生成面图层矢量数据。如图1，打开属性表，添加面积字段，设为双精度，然后计算几何，将此图层用Arcgis10.3工具转变为google earth谷歌地球遥感影像能识别的kmz格式导入，用谷歌地球遥感影像检验数据，结果是google earth 影像无法显示面积，只能显示点坐标，在google earth 中打开面积图层中将点坐标勾绘，得出面积为146 387 m2,显然比Arcgis10.3计算出来的面积146 177 m2偏大0.14 %,用谷歌地球影像检测面积，已经很接近Arcgis10.3 专业软件算出来的比较正确的实际面积。

2.2 用Arcgis10.3绘图和面积计算最容易出现的错误及解决方案

2.2.1 Arcgis10.3 中计算几何面积计算错误及正确操作

原因：经纬度坐标不能计算面积，想要得到正确的图形面积，需要经过投影变换，将经纬度坐标转换为公里网格坐标才能计算出正确的面积，还是用上面的数据，打开Arcgis10.3工具箱里数据管理，依次打开投影和投影变换、投影，输入数据集和要素类，再将定义了的坐标系输入输出，得出算出来的面积是146 177 m2这一比较正确的结果。

2.2.2 测量绘图错误及修正

原因：图1 是实际打坐标点绘制出来的面积。在乌兰布和沙漠现场,地面看似一条直线,实际上已经穿过的弯曲的公路和其他建筑物,在测量绘制面积中,很容易把公路等其他不应该包括的内容包含进去,造成测量面积与实际面积有偏差。如图2 是实际中的测量面积和修正面积。由于取得坐标点少和不太合理，造成公路穿过了图斑，在Arcgis10.3绘制图班时，没有谷歌地球遥感影像参照是不能发现的。改正步骤是：用Arcgis10.3 转换工具，转为kmz 格式，在谷歌地球上打开观测可直接发现错误，如图2中公路穿过小区，显然，如图示2测量结果显示面积大于实际面积,连公路也包含了进去，实际上面积大了(146 387-135 370)/146 387=7.5%。同理，其他建筑、池塘等都可能造成上述错误结果，若修正的话，可直接在谷歌地球上取点，增加拐点修正，得到较为精准的结果。如图3。

图2

图3 修正后面积测量图

2.2.3 用谷歌遥感影像校正坐标

原因：国家有北京54 坐标系，西安80 坐标系，CGCS2 000 坐标系等，而谷歌地球遥感影像使用的WGS84 地理坐标系，这样就涉及坐标转换，无论是三参数还是七参数，都有一定的误差，在实践测量中，少则几十米，多则几百米。在新一轮退耕还林、林业工程验收、全国土地调查落实地界等过程中，造成图与土地不符现象，使得工作难度加大，解决方法是用谷歌地球遥感影像作为底图，在Arcgis10.3中校正，可以得到符合要求精度的图像。

3 结束语

综上所述，利用谷歌地球遥感影像辅助测量,简单易行,直观性好，特别是对于发现的错误及时进行分析修正,提高了乌兰布和沙区林地测量准确性，完全能满足土地转让承包国土资源调查等林业工作在实际中的测量中的应用,而且在一定面积的测量工作中,精度完全胜于人工拉尺的测量工作。