谷歌地球在辛安泉供水工程测绘中的应用

魏学文

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 概述

谷歌地球是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件，它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上，通过卫星影像数据实现数字地球的目的。

辛安泉供水工程是山西省重点工程之一，是山西大水网骨干工程，具有线路长、范围广、地形复杂、勘测周期短、测绘内容多等特点，工程建成后，能够有效缓解晋东南地区工农业用水紧张局面，作为工程基础的前期测绘工作显得尤为重要。

谷歌地球在辛安泉供水工程线路工程的选线与估量、控制网布设与优化、地形图测绘、地形图检查等方面的成功应用，减少了测绘工作量和人力物力的投入，已成为打破传统作业方式，充分应用新技术、新手段，提高工程测绘效率的一种有效手段。

2 线路工程应用

在供水线路工程中，传统的踏勘选线工作首先是收集1/10000或1/50000比例尺的地形图，在图上选定一条或几条待定路线，然后选派各专业人员沿图上选择的路线进行实地踏勘。根据工程建设目的、等级，结合初选方案，既要利用地形地物、节约用地、保护环境、降低成本，又要考虑今后发展需要，确定一条或两条路线，经过实际测绘数据多次调整后，最终确定一套经济合理的设计方案。

面对经济社会的快速发展，由于收集的基础图件形成年代较早，不能及时更新，大多数在1/10000或1/50000图纸上选定的、看起来比较合理的线路，在实地往往由于新建各类建筑物的阻挡，降低了项目的可行性。再加上实地庄稼、树木等植被覆盖，视线遮挡，现场踏勘不能全面、直观了解沿线情况，内业规划和踏勘选线工作经常顾此失彼，甚至前功尽弃。

辛安泉供水工程中使用谷歌地球软件布置线路，由于软件提供的卫星相片更新时间在1~2年内，比基础图纸更详细地反映了现状情况，各类地物地貌和相互关系一目了然。例如：支线工程在原有1/10000地形图中选定的最优线路，通过在谷歌地球上布置分析，判定该段线路与在建的某铁路线路交叉重叠，利用谷歌地图分析铁路施工区域及走向，及时对该段线路进行变更调整，避免了后续工作投入的浪费。

在项目建议书阶段和可行性研究阶段，为节约成本，工程量一般不进行实际测绘，多是经验估算成果，由于人员素质参差不齐，估算结果往往差异较大。利用谷歌地球加载的概略高程数据，图上选线后能够估算地形高差和绘制1∶5000以下的小比例纵横断面图，相对准确地估算出工程量大小。通过该工程供水线路上估算的工程量和实测工程量比较，二者相差约4%，在同类工程估算数据中达到了较高水平。

3 控制网布设与优化应用

辛安泉供水工程广泛使用GPS控制网进行测量工作，虽然GPS控制测量有着全天候、距离远、精度高、效率高等诸多优点，但也有其独特的要求和局限性，如净空条件高、无信号干扰，交通条件好、短距精度低等，且在基础图件上，对于点位周围的植被覆盖、交通通达、水域面积、无线电环境等因素难以判断。

利用谷歌地球能够直观地分析初选点位的周边环境和点位调整对全网结构的影响。辛安泉首级控制中利用谷歌地球选择点位成功率达到99%。通过点位调整优化、交通组织设计，保证了图形强度和预定迁站时间，增加了同步观测时间和提高了测量精度。经GPS静态观测平差，全网最弱边相对中误差达到1/950031，单位权中误差达到0.018 m。

4 地形图测绘应用

在地形图测绘工作中，无论是测绘前的仪器选择，还是测绘中的范围控制，都涉及到测绘工作难易程度和工作量大小，直接关系到测绘方法、时间和经济效益。

在辛安泉供水工程某隧洞出口局部测绘区域测前准备过程中，通过谷歌地球软件进行地形分析可见：该测区贯穿着一条20 m宽、30 m深的河沟，沟中林地覆盖、灌木茂盛，岸上居民建筑较多，此类测区环境严重影响到GPS卫星接收效果和测绘数据精度，不能充分发挥RTK仪器的优势，全站仪配合棱镜施测成为最佳选择。但对于线状测区、植被较少、起伏较小的简单地形，较多地选用RTK仪器。

全站仪测图时，由于测绘人员在实地视线不好、地形复杂，难以准确掌握不规则的测绘范围，通常情况下只能凭感觉超范围测量，造成了不必要的浪费。通过谷歌地球软件有重点地调整测绘范围边线，使其变得较为规则后，可将范围折点的信息输入仪器，准确控制。粗略统计，通过以上谷歌地球的测前准备，每片测区可减少80%的超测面积，节约成本约3%。

5 地形图检查应用

测绘地形图成果在检查验收阶段主要依靠图纸检查和实测抽查，检查人员对绘制方法、地形相似度等技术性错误容易发现，对漏测漏绘的隐性地物则很难发现，随机性大、费时费力。利用谷歌地球进行地形图检查，不仅能够有效发现漏测漏绘的隐性地物，还能够通过缩放、量距、测角、三维模型和视图手段对地物检查和补绘。在辛安泉工程泵站附近的清晰卫星照片上，检查一座水工建筑物的长宽尺寸，相对距离精度达到了较高的厘米级；对作业困难的夏秋季节测绘成果，利用谷歌地球不同季节的历史图片对照检查，多片局部地形图成功补绘坟地、机井等各类地物6处，提高了图纸成果质量。

6 应用展望

谷歌地球的使用成本几乎为零，能达到全面、直观、更新快、瞬间到达的效果，受到了广大测绘测绘工作者的青睐。目前在点位分析、控制加密、地类填充、界线测绘、小比例成图、土方估算等方面开始了新的探索应用，未来能充分利用谷歌地球提供的卫图资源创新测绘技术，创造更多的经济效益和社会效益。