电子地图在环境监测采样中的应用

赵修敏，庞 博，王 珊

(山东省聊城生态环境监测中心， 山东 聊城 252000)

1 引言

环境监测是运用现代科技手段监视、测定、监控反映环境质量及其变化趋势的各种标志数据，从而对环境质量作出综合评价的过程。一般包括现场调查、监测计划设计、优化布点、样品采集、运送保存、分析测试、数据处理、综合评价等[1，2]。

生态环境监测是环境保护的基础，是生态文明建设的重要支撑，在环境保护工作中具有特殊位置[3]。随着人们对生态环境质量改善的要求逐步提高，环境监测任务日趋繁重，监测点位逐渐增多。因此在进行样品采集工作时，需要合理规划路线，从而能够迅速到达指定地点位。现代智能手机提供了很多工具，如定位、电子地图、导航等，充分利用这些软件可以提升工作效率[4，5]。

2 智能手机对导航系统的支持

目前，大多数智能手机已经支持了多个导航系统，如美国的GPS全球定位系统、中国的北斗导航、欧盟主导的伽利略卫星导航、俄罗斯GLONASS卫星导航系统等。北斗卫星导航系统是中国自主研发的世界上第三个已成熟应用于军事及民间社会各经济领域的全球卫星导航定位系统，自2003年开始初步部署建成以来，为用户提供了高精度的空间定位、导航及授时服务。

手机对这几种导航系统的支持与手机内部的导航芯片有关，与安装何种软件无关。智能手机基本都支持GPS导航，大多数安卓手机都能够实现对北斗导航的支持。具体到个人的手机，用户可以在应用商店或网络搜索名为“AndroiTS GPS Test”的App查看。该软件可以即时查看当前手机接收了何种导航系统的信号及卫星数量，效果见图1。

在一般情况下，利用3颗卫星就可组成3个基于星站距离的公式，组成方程式就可解算出用户观测站的空间位置。但在现实定位过程当中，卫星时钟与接收机时钟之间也存在偏差。所以，有必要把该误差也作为未知量引入方程组一并计算，所以要同时接收到4颗及以上的卫星信息即可实现定位[6，7]。GPS和北斗导航系统可以保证用户在地球表面的任意地点都可同步观测到4颗以上的卫星。

3 经纬度的获取

制作电子地图首先要得到各个点位的经纬度，可以使用专业的定位仪器，日常工作中通过手机软件获取得到的经纬度也基本能满足需求[8]。常见的软件有多种，除前面提到的“AndroiTS GPS Test”外，还有“GPS工具箱”和“元道经纬相机”等。

GPS工具箱包含多个实用工具，主要有指南针、测速仪、标记位置、位置搜索和线路追踪等。元道经纬相机专注现场真实拍照，支持图片和视频拍摄实时GPS定位，自动添加地址、时间、经纬度、海拔、天气、logo等水印，水印可在设置选项自由开关。还能添加备注信息，在资料收集留存等工作中应用十分方便。图2和图3分别是用这两种软件查看和记录经纬度。

图1 接收卫星情况图

4 电子地图比较

在收集到多个点位的经纬度信息后，就可以制作电子地图。常见的软件有GPS工具箱、奥威互动地图和兰图绘等。电子地图让我们能够从宏观角度查看点位分布，制定环境监测的采样路线。

图2 用GPS工具箱查看经纬度

图3 元道经纬相机记录经纬度

GPS工具箱可以通过“标记位置”的功能记录点位信息，在标记多个位置之后，通过“位置地图”功能即可查看由标记点位组成的地图。点击地图上标记的点位，即可以跳转到百度或高德导航前往。生成的地图可以通过文件导入导出的方式分享给其他人，操作全部在手机端进行。

奥威互动地图功能强大，集成多种地图，具有位置分享、记录轨迹、实时路况、指南针等各种功能。但由于版权及多种原因，目前地图主要支持天地图，且使用需要注册和申请密钥，操作较为繁琐。它通过添加好友分享数据。

兰图绘App是一款在线地图标绘软件，拥有地图标绘、创建个人地图、兴趣点标绘、线路标绘、业务区域标绘、数据统计等多种功能。兰图绘的位置信息通过标准格式的Excel文件在电脑端导入。注册登录之后，在“数据管理”下的“Excel数据导入”中，先下载模板，填入点位信息后再上传即可生成地图，效果如图4。它生成的地图是网页版的，在PC端和手机端都可以查看，也能通过微信、短信等直接分享给他人。实际的工作中，可设管理员一名，由其上传信息制作地图并分享给相关人员，当点位信息发生变动，由管理员修改，原来分享的地图也会生效，不必重新分享。使用时也是点击地图上标记的点位，跳转到百度或高德导航前往。免费版的兰图绘最多支持100个点。

图4 兰图绘显示电子地图

这三种电子地图均支持普通地图与卫星地图的显示切换，可根据需要在不同地图下查看信息。三种地图也支持图标更改，在采样过程中，可以按不同类型，如省控点与市控点，已采点和未采点等，对点位进行分类，并用不同图标显示，这样所有点位信息便能一目了然，便于分析和制定计划。

5 以地表水点位为例制作电子地图

由于机构改革等引起的人员变动[9，10]，笔者所在单位科室在地表水采样中面临的首要问题是熟悉点位的人员少，新进人员对点位都比较陌生，如果采用传统以老带新的“领路”模式，新人可能需要数月甚至更长时间才能找准点位。但采样任务迫在眉睫，为了能够按时完成任务，决定积极引入兰图绘电子地图。

具体做法是先从相关部门协调获取采样点位的大致经纬度，按照电子地图的格式要求做成Excel表格上传，就得到了一张初步的电子地图。但点位的偏差较大，初次到达点位附近后，经过实地勘察，选取合适位置，在现场用元道经纬相机精准定位并记录。最后汇集所有点位的定位记录，重新整理上传，再根据点位级别设置不同的颜色，就得了一张内容丰富且较为精准的电子地图。效果如图4所示。最后通过微信把地图分享给每一位采样人员。在接收到采样任务后，每一位采样人员都可以根据这幅电子地图，轻松找到采样点位，按时完成采样任务[11]。

6 结语

现代智能手机支持多种卫星导航系统和电子地图，在环境监测中的现场采样、生态核查等工作中都可以起到重要作用。使用“AndroiTS GPS Test”的App可以查看手机当前连接导航系统的类型和卫星数量。“GPS工具箱”等软件可以获取当前经纬度，“兰图绘”等电子地图便于制作和共享。实际工作中，善于利用这些工具，可以极大地提高工作效率。