山东省森林资源连续清查新版地形图的制作

2018-10-25刘献伦乔洪波王克华张宗胜

山东林业科技 2018年5期

刘献伦，乔洪波，王克华，张宗胜

（1.山东省林业监测规划院，山东济南 250014；2.济南市林场，山东济南 250014）

国家森林资源连续清查（简称一类清查）是以掌握宏观森林资源现状与动态为目的，以省（直辖市、自治区，以下简称省）为单位，利用固定样地为主进行定期复查的森林资源调查方法，是全国森林资源与生态状况综合检测体系的重要组成部分[1]。山东省森林资源连续清查（简称山东省一类清查）是国家一类清查体系的省份之一，每5年进行一次。2017年山东省完成了第九次森林资源连续清查。山东省一类清查固定样地按系统抽样布设在国家标准分幅一比五万地形图的公里网交叉点上。公里网交叉点为固定样地的西南角点，样地间隔4×4公里，全省共有9646块样地。山东省历次一类清查样地布设和野外用图都是使用国家标准分幅1∶50000北京54坐标系地形图[2]。

国土资源部和国家测绘地理信息局联合发文(国土资发[2017]30号），要求我国自2018年7月1日启用2000国家大地坐标系，国家测绘地理信息局将停止提供非2000国家大地坐标系下的测绘成果，既不再提供北京54坐标系地形图。山东省县区林业局现有一比五万北京54坐标系地形图大部分是上世纪70年代测绘的，个别是50～60年代的，距今已有40～50年，地物变化很大，十分老旧。这些地形图由于年代久远和多次使用，已经变得模糊不清、发皱变形，甚至残缺不全，给一类清查工作带来极大不便。

现在，山东省国土资源厅（测绘地理信息局）下属的山东省国土测绘院提供西安80坐标系和2000国家大地坐标系标准分幅一比五万地形图。如何利用西安80坐标系或者2000国家大地坐标系标准分幅1∶50000新版地形图，制作北京54坐标系地形图，我们进行了深入研究。通过几个步骤，即可制作出国家标准分幅北京54坐标系一比五万新版地形图。这种方法操作简单，制作快速，技术指标达到了《基础地理信息数字产品1：10000 1：50000生产技术规程第四部分：数字栅格地图（DRG）Ch/T1015.4—2007》的要求，保证了基础地理要素的时效性，解决了山东省一类清查地形图的问题。

1 准备工作

1.1 软件

ArcGIS具有强大的地图制作、数据管理、空间分析、信息整合等能力，可以查询分析地图的空间和属性信息，编辑管理数据库的地理信息，并且提供了许多实用的工具。本文利用ArcGIS进行地形图的处理。

1.2 底图

从山东省国土测绘院购买新版1∶50000地形图作为底图。这些地形图是西安80坐标系或者2000国家大地坐标系，地理要素最新，时效性最强，与现地基本相符。

2 地形图制作

由西安80坐标系或者2000国家大地坐标系，制作北京54坐标系地形图的方法简单，步骤较少，容易掌握。

2.1 底图扫描

将纸质地形图进行扫描，形成电子版。扫描分辨率越高越好，不要低于300DPI（Dot Per Inch——每英寸面积扫描像素数），还要尽量减少图纸变形。

2.2 几何校正

几何校正的目的有两个，一是校正地形图存放、扫描等原因造成的变形；二是将地形图的影像坐标变换成地理坐标。在实际操作中，二个目的是一次完成的。

启动ArcGIS，加载“地理配准”工具条，打开电子版地形图。单击“添加控制点”按钮，在靠近地形图四角的公里网交叉点上双击，添加四个控制点。单击“查看链接表”按钮，打开控制点链接对话框（图 1）。

图1 控制点链接对话框

在控制点链接对话框中，校正方式选择“自动校正”，变换方式选择“一阶多项式（仿射）”，详见图1[3]。控制点链接对话框中的X、Y源坐标是地形图的影像坐标，坐标原点（0,0）位于影像左上角像素的中心点；X、Y地图坐标是几何校正后的地理坐标。手工修改X、Y地图坐标，修改值为公里网交叉点的坐标加上转换参数。转换参数就是西安80坐标系或者2000国家大地坐标系转换到北京54坐标系的参数。

几何校正时，每个控制点的X_残差、Y_残差、残差三者都要控制在1.0以下，否则重新采点；RMS（总误差）（Root Mean Square——均方根值）控制在1.5以下。

单击“地理配准”——“校正”菜单，打开另存为对话框（图 2）。

设置好像元大小和输出位置，重采样类型设置为最近邻（用于离散数据），单击保存按钮，几何校正完成，形成新的校正后的地形图。

图2 另存为对话框

2.3 公里网

几何校正后的地形图地理坐标已经发生位移，公里网也随之位移，位移量即转换参数。因此，必须重新制作公里网。这个新制作的公里网就是北京54坐标系的公里网。

重新启动ArcGIS，打开几何校正后的地形图。单击菜单“视图——数据框属性---网格”[4]，打开格网标签对话框（图3）。

图3 格网标签对话框

单击“新建格网”按钮，打开格网设置对话框（图 4）。

图4 格网设置对话框

格网间隔设置为1000m，其它按默认值即可。公里网制作完成后的效果如图5。

图5 公里网制作效果图

3 制图精度

地形图制作过程中，地理要素未有增减，要素之间相对位置未有变化，图面内容未有更改，只是对整幅地形图进行了几何校正，添加了新的公里网。因此，几何校正的精度就是制图精度。根据我们的精度检验结果，几何校正的误差小于5m，一般在3m左右，达到了《基础地理信息数字产品1：10000、1：50000生产技术规程第四部分：数字栅格地图（DRG）Ch/T1015.4—2007》的要求[5]。