谷歌地图在ArcGIS林地变更系统中的应用

王 荣

（汾西县林业局，山西 汾西 031500）

目前，山西林地变更工作采用林地“一张图”数据库和“××县 _2009.img、××县 _2014（国土）.img”卫星遥感影像图，参考国土部门数据，利用人工目视对比判读，纠正及区划林地发生变更的图版。笔者通过使用“汾西县 _2009.img”、“汾西县 2014（国土）.img”影像图实地调绘，发现其影像图分辨率较低，地类不容易判别；影像拍摄时间较早，部分区域与现状差异较大，给调绘带来不便。于是自行使用其他实时高清晰卫星影像图调查，又因其价格昂贵而难以承受。

1 谷歌地图的特点

谷歌地图是Google公司提供的电子地图，能够提供近期1年到3年较高分辨率免费卫星影像资源，提供含有行政区和交通及商业信息的矢量地图、不同分辨率卫星照片、可以用来显示地形和等高线的地形视图。Google Earth的影像数据包括Digitel－Globe公司Quick Bird的0.61m分辨率影像、美国IKONOS的1.0m分辨率影像、美国GeoEye的0.50m分辨率影像及法国SPOTS的2.50m分辨率影像。这些高分辨率影像有些在中国境内不仅免费公开，并且有不定期的更新。如谷歌公司发布的汾西县卫星影像图有2015年10月、2014年8月、6月、4月0.61m分辨率的Quick Bird影像，约占到行政区域总面积80%；剩余区域为2008年5月影像，占总面积20%。绝大部分的卫星影像完全可以满足林业资源管理部门的需要，可以用于判别林地利用情况，对征占林地管理、非法毁林开采勘测、小班界线及小班因子核对有极好的辅助作用。采用谷歌免费卫星影像资源进行室内区划判读，辅以少量实地补充调查，能大大减轻林地变更调查的劳动强度，能提高工作效率与调查精度。谷歌地图是一种通用的信息系统，虽具有免费和操作简单等特点，但是功能相对简单，林地变更庞大的属性数据在此平台上难以展示。

2 山西林地变更系统软件的作用

山西省林地变更系统软件是以ArcGIS地理信息系统软件为基础的二次开发软件，它在林业资源管理中的应用对于“数字林业”建设意义重大。为其提供了强有力的辅助分析及决策工具，有一整套从桌面到高端用户的完整解决方案，使用户获得了对大批量数据进行连续、无缝管理的能力，为保障林业资源管理实施的可持续发展，提供了强大的技术支持，是实现“数字林业”进程中不可或缺的信息技术和管理工具。

3 谷歌地图使用方法

由于谷歌地图资源必须在线浏览，而林地变更软件需要在断网情况下使用，因为与上级部门签有保密协议，两者在一台电脑上使用会产生矛盾。笔者试图通过对谷歌地图瓦片下载拼接，实现基于谷歌地图混合图的离线与林地变更软件数据查询以及森林资源管理的完美结合。

3.1 软件工具准备

本次操作使用的软件有全能电子地图下载器[旗舰版]1.9.5破解版、ArcGIS10.2版，以上两个软件互联网上均可免费下载；林地变更系统软件，由山西省林业规划院进行林地变更工作的配发。

3.2 操作数据

本次操作数据以汾西县为例，数据资源为2009年林地保护规划数据，即“汾西县_2009.img”影像图。

3.3 技术方法和操作步骤

3.3.1 谷歌地图

影像资源获取方法比较多，本次使用全能电子地图下载器下载获取。该软件是一个专门下载地图瓦片数据的工具，可以从谷歌地图、高德地图、腾讯地图、雅虎地图、必应地图、诺基亚地图、百度地图、天地图等网络地图中下载瓦片地图，可无缝拼接GeoTIFF无限制单张大图。可生成精确坐标文件，并可将所下载的图片精确地叠加到其他软件中。比如GlobalMapper软件提供了全国主要城市边界坐标，内置了3 000个县级行政区划单位边界坐标，可按自定义不规则多边形和行政区范围下载，是基于谷歌服务器的多线程卫星地图浏览和下载软件。

3.3.2 地图下载

地图下载选择谷歌地图混合图_无偏移，选择汾西县行政区域双击出现新建任务对话框，下载级别共有22级可供选择。通过笔者多次实践，该区域适合下载17级（18级影像图数据量较大，制作比较耗时）并可快速拼接成单张大图，取名“汾西县谷歌地图未纠偏”格式为TIFF，分辨率达1.19m/像素，并有街道、路网、自然村庄注记在图上。

3.3.3 地图配准

通过拼接，新生成的影像文件是WG84坐标系统，这次林地变更所使用的影像是西安80坐标系统，由于两坐标系统装换参数（国家保密数据）无法获取，考虑本次操作范围不是很大，采用了坐标平移或矢量配准办法在林地变更系统中进行影像配准。具体操作步骤如下。

3.3.3.1 对谷歌地图进行影像配准

打开林地变更软件，打开数据库，添加该区域数据库，菜单选择“工具”→“图形校正”，在弹出的扩张模块对话框中，【是否使用单前地图做为参考图？】选择否，进入影像配准界面。

3.3.3.2 打开待校正影像

在参考地图界面，菜单选择“文件”→“打开影像”，在弹出的扩张模块对话框中选择“汾西县谷歌地图未纠偏.tif”影像图，确定。

3.3.3.3 打开参考地图

在参考地图界面，菜单选择“文件”→“添加数据”，在弹出的扩张模块对话框选择“汾西县2009.img”影像图，确定。

3.3.3.4 添加控制点

菜单选择点击工具“添加”按钮，在待校正谷歌地图上找出一些特殊点的坐标，如桥梁、房屋角、交叉路口、可视水井等，用鼠标点击某一位置，会弹出校正坐标对话框。在对话框中点击按钮【从参考地图获取点】，然后在参考地图上点击相同位置。点击确定，至此一个控制点完成。配准的实质是找到两个地图之间的共同点。依此方法，在待校正影像上找出多个控制点。在实际中，这些点应该均匀分布、顺时针取点，否则会扭曲图像；为了使空间配准后尽量使配准的结果精确，可以利用二次线性变换进行图像特征点校正，通常需要设置6个点以上。

3.3.3.5 控制点残差的取舍

在菜单选择“管理”按钮，在控制点扩张模块对话框中，查看校正点与参考点之间的残差，残差以小于4为好，大于4时应该舍去，重新选择控制点或修改控制点位置坐标。

3.3.3.6 保存校正

菜单选择点击“保存”按钮，弹出【校正后的影像保存到】对话框，文件名输入”汾西县谷歌卫星纠正图”，保存类型为TIFF格式，确定，等待影像图输出，约需要10min，影像图约2.5G左右大小。3.3.4生成ArcGIS林地变更谷歌影像图

经过影像配准后的卫星影像图就可以在林地变更调查工作中应用了。