浅谈Google earth在林业制图中的应用

梅志杰

(户县森林资源管理中心，陕西 户县 710300)

浅谈Google earth在林业制图中的应用

梅志杰

(户县森林资源管理中心，陕西 户县 710300)

林业调查设计，一般采用地形图，深入实地对坡勾绘，费时费力，劳动强度大，专业而不直观。利用Google earth所提供近期较清晰的免费卫星、航空影像资源，辅以少量实地补充调查，能大大减轻工作量，提高工作效率和精度，结合Auto CAD制图软件，得到影像地图，直观明了，便于生产实践活动过程中的操作和应用。

Google earth软件；AutoCAD软件；林业制图

当前常规林业规划、调查、设计，通常是建立在地形图的基础上进行的，专业性较强，常用制图软件主要包括Arcgis、 Mapsource、 supermap、CoreldrawX3、Mapgis、Global Maper12等，单用这些软件工具形成图件，往往不够直观，加上地形图更新周期较长，成本较高，在准确、快速、有效地提供宏观决策，指导生产方面，其效果较差。随着办公环境的改善，网络普及程度提高，Google Earth以直观便捷、快速等优势，在基层林业应用中逐渐受到欢迎[1]。结合手持GPS定位系统在野外调查中的应用，使调查结果更加准确可靠，辅以较为广泛使用的AutoCAD制图软件帮助，得到的影像地图更加直观方便、实用。

1 Google earth介绍

谷歌地球(Google earth，简称GE)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。Google earth于2005年6月向全球推出系列软件到2013年10月7日已更新为第十四个免费版本Google earth 7.1.2.2041。用户可以通过一个下载到自己电脑上的客户端软件，免费浏览全球各地的高清晰度卫星图片。

Google earth目前在我国土地调查、交通管理、铁路勘测设计、森林消防、水土保护、防震减灾等方面已经开始应用，但在林业调查设计中的应用极少。面对Google earth丰富的免费地球影像资源，在森林资源专项调查监测、林地勘界、林木林地案件查处、湿地规划、野生动植物资源普查、森林病虫害防治，造林、抚育、采伐更新及封山育林设计等方面，其应用前景较为广阔。对规划设计而言，传统的地形图底图存在信息陈旧、现地勾绘精度难以保证等问题，若要用最新的卫星航空影像数据，成本较高难以实施[2]。因此，县级基层林业调查单位对Google earth开发利用已势在必行。

2 Google earth软件的功能

Google earth可提供WGS-84地理坐标系和WGS-84通用墨卡托投影(UTM)两种坐标系可供选择[3]。首先可在侧栏添加新的文件夹，将地标、路径、多边形等信息均可以.kwl或.Kmz格式保存其中，图像信息可以.jpg格式保存在用户电脑中。为了获得更大的视窗可点击工具栏“隐藏侧栏”按钮。

2.1 添加地标

找到工作中需要的明显地物，如：道路、河流、沟、梁等交汇处，山顶、独立房舍、大树、铁塔、电线杆、桥梁等用添加地标的方式加以确定，点击工具栏“添加地标”按钮或在菜单栏“添加”下拉菜单中点击“地标”(快捷键Ctrl+Shift+P)。将图标的脚针放在预定点，在屏幕下方，可见该影像的拍摄日期、地标点的经纬度、海拔和视觉海拔。在新建地标对话框中，我们还可得到该点的经纬度，点击右上角“图标”按钮可对图标进行选择，对该点可标注名称和附加说明，对标签和图标均可进行颜色、大小和透明度的调整，按右下角“确定”键将信息保存在侧栏“我的地点”中。

2.2 添加路径

对于路、渠的造林、采伐，以及规划山区外业调查线路时，我们可以参照道路、河流、沟梁、不同林相边缘用添加路径的方式加以确定，点击工具栏中的“添加路径”按钮，或菜单栏“添加”下拉菜单“路径”(快捷键Ctrl+Shift+T)。将鼠标“十字”中心沿明显拐点按左键确定，在新建路径对话框中对该路径命名和附加说明树种、采伐方式等，对影像上路径的颜色、线宽、透明度和长度单位进行调整，并可得到该路径长度数值。按对话框右下角“确定”键将该路径信息可以保存在侧栏“我的地点”中。点击右键选择“显示高度配置文件”，可以显示路径不同地点的高程数据，提供路径长度数据、坡度变化、最小高程、最大高程、平均高程等信息，坐标图形一目了然。

2.3 添加多边形

点击工具栏“添加多边形”按钮或菜单栏“添加”下拉式菜单中的“多边形”(快捷键Ctrl+Shift+G)，将鼠标“十字”中心沿面域(造林地块、占用林地边缘或火烧迹地的边缘)明显拐点，按左键确定。在新建多边形对话框中，我们可以对该多边形命名、附加说明(造林单位、株行距、苗高、采伐方式、林种树种、蓄积量等)，并可对边线的颜色、宽度、透明度进行调节，对面域而言，可有“填充”、“轮廓”、“填充+描绘轮廓”三种选择方式，颜色、透明度可调节，点击对话框右下角“确定”按钮可保存在侧栏相应的文件夹中。

2.4 添加图像叠加层

可以将行政区划、道路分布、林业资源图、地形图、防火规划图等覆盖在相应区域，利用多边形勾绘出水系区域和不同植被分布区域[4]。点击工具栏中的“添加图像叠加层”按钮或菜单栏中“添加”下拉菜单“图像叠加层” (快捷键Ctrl+Shift+O)，在新建图像叠加层对话框中，可对加入图层进行命名如二类调查小班界。点“浏览”按钮，确定要添加的图像(.jpg,.bmp,.tif,.tga,.png,.jpeg,. Gif,.tiff,. Ppm,.pgm),用鼠标左键按住虚框中的绿“十字”上下左右移动确定中心位置，按住边框或对角绿线可调整添加图像大小，按住左侧边框内的小“菱形”可调整图形方位角。透明度可调，可附加说明，刷新及显示图像四边的经纬度，点击对话框右下方“确定”键可保存在侧栏。我们可以利用已有图形四边的经纬度，打开Google earth菜单栏“视图”中的“网格”，直接对应套入就可以了。

2.5 显示历史图像

通过点击工具栏“显示历史图像”按钮，使用时间滑块，在各拍摄日期之间移动，我们可以得到同一视野不同时期的影像，有利于破坏林地案件、森林火灾、森林病虫害等的调查，也有利于调查历年来的造林成果及树木生长变化情况。点击工具栏中的“保存图片”按钮或者菜单栏中的“文件”下拉菜单中“保存→保存图像”，就会以.jpg格式将当前影像保存在用户电脑中所确定的位置。

2.6 量距

通过点击工具栏里的“显示标尺”按钮或菜单栏“工具”的下拉菜单“标尺”，我们就可量测影像中任意两点之间的地图长度和地面长度，以及两点连线的方位角，也可以量测多点的累积长度，单位可以调整。按标尺对话框右下方“保存”键出现新建路径对话框，编辑方式同2.2，保存在侧栏中的“临时位置”。

2.7 搜索

我们可以在侧栏搜索框中输入经、纬度数值(单位：度，可以精确到小数点六位)，Google earth将自动定位到指定地点，直接放大影像，并提供海拔高度。在编辑地标对话框中，可以对该点属性进行编辑，方法与2.1相同。

3 手持GPS与Google earth间的数据传输

3.1 手持GPS数据导入Google earth

手持GPS具有①定位-测出一个点的位置坐标；②导航指引到达目的地；③测量不规则地形的面积；④记录航迹；⑤设计航线的功能。

Google earth 7.1.2.2041具备手持GPS数据的导入功能，左键点击菜单栏“工具”下拉菜单中的“GPS”，弹出GPS导入对话框，选择导入设备的类型和输出方式，点击“导入”。Garmin(G)系列直接在Google earth上显示存点、航迹、航线等。麦哲伦系列通过打开对话框添加文件的方式进行，并显示导入任务的详细数量。影像左上角显示采集航点的时间，导入设备还认可Wintec WBT-201(w)。导入的航点就是GPS所命名的，可以进行编辑和另存。通过文件导入时，务必注意可导入的文件格式。

实时导入时，选择协议NMEA或Garmin PVT，航迹点导入限制和轮询间隔时间均可调整，点击“开始”就可以了。

3.2 Google earth数据导入手持GPS

在野外调查工作之前，利用Google earth影像提供的道路、海拔、地貌等信息规划调查路线，初步确立调查方案和拐点的布设，然后导入GPS中，可以提高野外工作效率达到事半功倍的效果。一种情况是将手持GPS与电脑用数据线连接，在“我的电脑”对话框中出现该GPS设备，进一步打开该设备会出现存点、航线、航迹等文件夹，将需要导入的google earth中侧栏地标、路径等文件直接另存到相应的文件夹中就可以了。另一种情况需要文件格式转换，将google earth文件以.kml格式另存到电脑中，利用GPS trackmaker(Version #13.9)软件直接导入GPS设备中，或将该文件格式转换为.gpx格式，通过mapsoure软件导入GPS设备中。

4 利用Google earth在Auto CAD中制图

4.1 制作底图

第一步，打开Google earth，通过GPS存点、航点、航迹以及影像图所提供的信息，如用添加多边形的方式将小班界确定。在侧栏中将不需要显示出来的项目文件名前方框内的“√”取掉，在“视图”下拉菜单中点击“全屏”，并通过缩放功能达到最佳可视效果。点击“显示导航”，选择“仅显示罗盘”或“不显示”，以保持图面清整；第二步，在Google earth菜单栏“视图”中选取“比例图例”和“重置”中的“倾斜和罗盘”，点击左键，保证图像没有俯仰角，视角垂直于水平面；第三步保存文件，在工具栏中左键点击“保存图片”图标，或点击“文件”下拉菜单“保存图像”(快捷键Ctrl+Shift+S)，保存一个.jpg格式的图像文件。

4.2 建立Auto CAD制图平台

打开Auto CAD软件，工作空间设置为经典，点击任务栏“文件”中的“新建”，在选择样板对话框中点击右下角“打开”按钮右侧的黑三角，选中“无样板打开-公制(m)”。在菜单栏中选择“插入”下拉菜单中的“光栅图像参照”，点击左键。在选择参照文件对话框中选择已保存好的Google earth影像图，点击“打开”并直接点击确定，移动鼠标到适当位置，点击左键。

在影像图中量取比利尺的Auto CAD长度为X，用比例尺显示长度除以X，得到数值A，然后在命令行输入Scale﹤缩放﹥命令或点击“修改工具栏”的缩放图标，选中整个图像，按空格键<必须执行此操作>，将鼠标放在图像左下角端点处，点击左键，在命令行输入参数A(保留四位小数)，再点击空格键﹤必须执行此操作﹥。注意，这时图像一般会放大，点击菜单栏中“视图”下拉菜单中的“重生成”或者在命令栏中输入“RE”点击空格键就可以方便工作了。进一步执行Auto CAD的制图方法，我们就能绘制出需要的图形，计算面积、标注小班注记等。

4.3 图形输出

在图形输出时可改变图层性质来选择工作需要的结果图。

5 结论与讨论

结合卫星、航空影像图片、地形图以及强大的Google earth搜索技术，查看全球地理信息，输入目的地的经纬度直接放大，提供3D地形和建筑物，并可以倾斜或旋转查看，测量两点间距离及方位走向，添加地标添加路线[5]。结合Auto CAD强大的制图功能，很直观、方便、快捷地为林业调查设计服务。生产单位在进行作业施工及行政部门审查监督执行时，避免了传统地形图的误判。

联网打开Google earth，选择合适视觉海拔高度，让工作区域图像清晰明了。边界显示到省，地名显示到省、市、县、村，道路显示部分国道、省道和高速公路，3D建筑显示主要名胜古迹。在侧栏添加工作文件夹，将这次工作的所有内容保存，其中侧栏内所保存的文件可以改变顺序和路径。

在野外应用上，Google earth升级版可连接GPS进行自动定位和导航。各版本都可提供最大达2GB的磁盘缓存，不仅可以使你在以后观察同一地区时速度更快，而且在没有联网时也能显示访问过的地区历史记录[4]。

使用传统的地形图和户外实地测绘定界，不仅粗放而且不够直观，特别是地类界线的标定受到判图误差，影响说服力，用Google earth影像图判界比用地形图判界方便，简单且接近实际而准确，完全可以满足林业调查的精度要求[6]。

[1] 邓汉刚.浅谈Google earth林业规划设计应用[J].重庆林业科技,2013(1):13-15.

[2] 肖玲.基于Google earth的林业调查规划应用研究[J].内蒙古林业调查设计,2012(2):106-108.

[3] 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.

[4] 文东新. Google earth在森林消防管理中的应用[J].林业实用技术,2006(7):26-27.

[5] 刘军,靳淑韵,张普斌.手持GPS与Google earth软件间图形数据的转换探讨[J].矿产勘查,2014(1):76-80.

[6] 叶开明. Google earth卫星地图在林地管理中的应用研究[J].河北农业科学,2014(2):104-108.

Application of Google Earth to Mapping in Forestry

MEI Zhi-jie

(HuxianForestResourcesManagementCenter,Huxian,Shaanxi710300)

In forest inventory and design,mapping is accomplished by practical drawing with facing toward the slope using the topographic map,which is time consuming and labor wasting. Google Earth could provide recent clear free aviation image of the satellite resources and could greatly reduce the workload and improve the work efficiency and accuracy. Combined with Auto CAD,the image and map was directly self-specification and easy to be operated in practice.

Google Earth software; Auto CAD software; forestry mapping

2015-02-03

梅志杰(1967-)，男，陕西户县人，工程师，主要从事森林资源调查设计、林业技术推广工作。E-mail:963163452@qq.com。

S758.61

A 文章编号:1001-2117(2015)03-0090-04