奥维地图在野外地质调查工作中的应用

彭振 涂晓方

摘 要：随着科技进步与智能手机的普及，以奥维地图为代表的地图软件在野外地质调查工作中得到广泛应用，成为地质工作者的常用工具。奥维地图融合了谷歌卫星图，GPS功能，支持导入多种格式的地质信息数据，实现了3S技术融合应用，对比常规区域地质调查工作需要随身携带地质图、地形图与GPS等多种图件与设备，大幅提高了工作效率。主要功能如下：在陌生道路导航方面可以实现非矢量化的道路上根据遥感影像进行导航;野外地质救援方面可以分享自己的实时位置及周围地形地物及行驶轨迹;高程数据获取方面可以实现获取任意位置的高程数据，导出地形图的操作;遥感图的解译方面主要根据卫星影像分析地质构造、地层岩性、地形地貌及其他地质信息;地质信息的交互化方面可以将收集的地质图、构造图等平面图直接套合在谷歌影像上，指导野外调查，同时可以在野外调查记录数据，室内直接转换到其他制图软件上。

关键词：奥维地图;地质调查;地形图;3S技术

Abstract： With the development of science and technology and the popularization of smart phones， the mapping software represented by OvitalMap has been widely used in the field geological survey and become a common tool for geologists. OvitalMap integrates the satellite map of Google and the GPS function， supports the import of geological information data in various formats， and realizes the application of 3S integrated technology. Compared with conventional regional geological survey work， it is necessary to carry geological map， topographic map， GPS and other maps and equipment， which greatly improves the working efficiency. The main functions are as follows： in the navigation of unfamiliar roads， navigation can be realized according to remote sensing images on non-vectorization roads; during the field geological rescuing process it can share its real-time location and surrounding terrain features and driving track; in the aspect of elevation data acquisition， the operation of obtaining elevation data at any location and exporting topographic map can be realized; the interpretation of remote sensing map is mainly based on the analysis of geological structure， lithology， topography and other geological information; in terms of interactive geological information， geological maps and tectonic maps can be directly integrated into Google images to guide field survey. Meanwhile， data can be recorded in field survey and directly transferred to other mapping software indoors.

Keywords： OvitalMap; Geological survey; Topographic map; 3S technology

0 前言

地質工作是一个实践性很强的学科，需要在野外做大量的基础调查工作。如果能把室内整理的资料精确的应用到野外实际工作中，将会大大提高工作的效率及精确性。奥维地图的应用使此得以实现。它集成了Google地图、Google卫星图、Bing卫星图、等高线地图、百度地图、位置分享、轨迹记录、指南针、全球地图离线下载与语音导航等功能，分为手机版和电脑版（百度百科，2020）。奥维地图通过DXF文件导入功能实现了各种数据的室内室外交互化处理。电脑版奥维地图主要用于野外地质工作前的规划，手机版奥维地图用于野外采集数据。奥维的交互化实现了室内各种地理地质信息在手机端查看与编辑功能;手机的GPS定位模块实现了野外的定位功能;谷歌卫星影像的加入融合了遥感技术实现了3S技术（百度百科，2019）（遥感Remote Sensing、地理信息系统Geographic Information System 和全球导航卫星系统Global Navigation Satellite System）的融合应用。

1 陌生道路规划导航

野外地质工作经常要去很多陌生的地方，由于道路的生疏，很容易走错路。奥维地图具备导航功能，特别是融合了多家地图厂商的卫星图及矢量图数据，提供更为丰富的地图资源同时提供高精度定位服务，因定位模块是基于GPS、Wi-Fi、基站的综合定位服务，有定位精度高、覆盖率广、网络请求流量小、定位速度快等优势，在植被覆盖一般的区域都可以确定自己实时位置，在不要求获取精确高程的情况（与手持GPS高程有2～20m高差），可以替代手持GPS使用，在应用界面经过参数设置还可以显示当前的经纬度、平面直角坐标、高程及方位（图1）。传统导航主要依赖已经绘制好的矢量化地图，对地质人在野外工作导航支持不够，奥维地图中使用的谷歌地球影像，可以解决其中很大的问题。通过野外实践工作经验得知，很多在原来矢量地图没有显示的道路一般是白色的线条状影像（图2），只要对这些线条加以野外验证即可以使用，在一些偏远地区，对提前规划道路起到事半功倍的良好效果。

2 野外地质救援位置分享

因为野外地质工作的需要，调查人员经常到一些荒无人烟的无人区。这些区域可能环境恶劣，调查过程中难免遇到车辆抛锚，人员受伤等危及情况，此时一个准确的位置传达能够给极大缩短救援人员的时间，但因位置没有准确标志性的地物，转述位置信息不够准确，只能通过GPS传达一个地理坐标。奥维地图因融合了定位及谷歌影像，不仅就有了地物标志，还提供了坐标。调查人员可以将自己实时位置及行驶轨迹截图发给救援人员，再附加周围村庄的名称，或者利用其自带的位置分享功能告知他人，使救援人员能够迅速找到受困人的位置，并能提前规划救援线路。此方法在笔者山西平鲁区地灾调查中多次应用，效果良好。

3 高程叠加与数据服务

常规野外地质工作都要携带纸质版的地形图，如果进行区域的地质调查工作，因跨域多个图幅，每次都要在多张地图中查找、定位，观察地形，费时费力。有了奥维地图中的高程叠加功能，可以省去纸质地形图的麻烦，高程地形结合谷歌卫星图使得地形地物辨识更加直观立体，给野外地质调查提供极大便利（图3）。据奥维地图客服了解知，系统提供的地形图精度为±30m，对于区域的一般调查性工作，精度基本满足要求。对于难于收集地形图的图区域，还支持导出地形图作为底图使用，导出过程需要提前设置好的参数，因其地形数据精度低，在一些小的沟沟坎坎区域地形数据偏差大，地形线棱角明显，不够圆滑，需要后期处理。奥维地图还支持直接切换到openCycle等高线地图，直接查看只有等高线的地图（图4）。

4 遥感解译在地质灾害调查中的应用

奥维地图支持画点、画线、画多边形等多种标记功能。根据奥维地图中的卫星地图，其精度在 20 级层面的分辨率为 0.27 m（马晓宇等，2019），可用于遥感解译工作，圈定的点线面可以直接另存为kml、gpx、dxf、txt、plt、shp等格式的数据，拷贝到手机版的奥维地图上，可在野外实际调查中结合GPS功能运用室内解译的遥感信息。例如在山西平鲁区地质灾害调查中，首先在室内根据塌陷坑的影像特征圈定塌陷坑的范围并用线表示，然后把解译数据导入手机奥维地图（图5）（山西省第三地质工程勘察院，2015）。在野外地质灾害调查时，根据现场情况去验证室内圈定边界是否为塌陷坑的真实边界，因塌陷坑的范围巨大，这样就降低了野外调查塌陷边界的盲目性，有效提高了工作效率。

5 内外业交互处理在土地后备资源调查中的应用

奥维地图在土地后备资源调查应用主要表现在两个方面，第一步各种数据交互处理;第二野外调查数据获取据。

5.1 各种数据交互处理

数据交互处理主要指各种平面数据及遥感数据套合转换。土地后备资源调查的数据，一般来自土地利用现状图、坡度分区图等，其坐标系为投影平面直角坐标系，椭球参数为北京54椭球体，或者西安80椭球体。奥维地图存在谷歌地球遥感数据，其坐标类型为地理坐标系，椭球参数为WGS84椭球体。两种坐标系的数据要实现叠加转换需通过校正参数，参数的准确与否直接关系到平面图地质信息与奥维地图的套合的精确程度。

求取参数分3步（陈孝明，2017）。第一步寻找区内的公共点，根据搜集或测量获得区内3个包含经纬度数据和对应的平面直角坐标数据的公共点。第二步根据公共点运用相关软件如“coord”求取校正三参数或者七参数。第三步在奥维地图系统设置中选择横轴摩卡托坐标系，转换的坐标类型，输入当地的中央经线，验算的参数（图6）。

在奥维地图中设置相应参数后，通过“导入对象”功能可将平面数据导入奥维地图中。在土地后备资源调查中应用为将土地利用现状图中地类图斑信息导入奥维地图中，结合遥感影像筛选可做土地整治的图斑（图7）。

在奥维地图中设置相应参数后，通过奥维地图的“导出对象”功能可将奥维中圈定的点线面数据导出成各种平面数据，格式的一般选择dxf、shp。具体应用为经遥感解译圈定的未利用地后备资源导出成平面数据，汇总形成图件。

5.2 野外调查数据采集

土地后备资源野外调查工作内容为主要查看根据地势的起伏及土壤植被覆盖情况筛查后备资源。调查人员首先根据室内圈定的图斑范围导航到指定地点，点数据可通过奥维地图中“添加标签”的功能，在名称中输入点号，在备注中通过“讯飞语音”快速输入需要记录的地形、坡度、植被等信息，然后添加到收藏夹（图8）。线性边界数据记录一般要求站在区域高点俯瞰，结合现场地形地物及在奥维地图中的遥感影像，通过“绘制图形”功能将现场观察到的土地整治潜力区绘制在奥维地图上，然后添加到收藏夹完成线性数据的记录。此外还可通过开启奥维地图的航迹功能在土地整治潜力区边缘行走的方法记录圈定范围。回到室内后导出收藏夹中的数据实现野外调查数据的采集。

6 其他实用功能

搜索功能可实现对省级、市级、县级的行政区域的圈定工作，如搜索平鲁区，其全境将以深蓝色突出显示。测量功能可实现对两点之间距离及图形面积的量算，或者直接根据属性确定图形面积。3D模式浏览卫星图功能可以实现高山峡谷的立体化显示。参数计算功能可计算不同坐标系的转换参数，为不同坐标系下的数据转化提供依据。离线地图下载功能可实现在没有信号的地方地形地物的识别。

7 结论

奥维地图融合了多种地图的资源，支持多种文件格式的导入导出功能，结合手机的GPS模块，实现了遥感技术、地理信息系统、全球定位系统的有机融合。主要在野外地质调查中的应用有：软件中的谷歌地球的影像作为地物参考，实现导航动能，并确定实时位置;当在陌生地区遭遇车辆抛锚等紧急情况下，可通过截取当时位置影像及坐标分享给救援力量，使其快速准确到达;在没有高程数据的初步野外调查阶段，可以利用奥维地图自带的多种高程数据作为参考，并能转换成矢量作为调查底图;利用软件中谷歌地球影像可识别具有较大规模的地质灾害现象，如地裂缝，圈定其范围导出后作为野外参考底图使用，提高野外调查效率;在土地后备资源调查中应用校正三参数可将室内各种矢量数据与谷歌地球的影像数据精确套合，实现各种数据交互处理;在野外调查中可以在奥维地图中画线，标注点并描述实现了直接数据采集的电子化。奥维地图的应用给野外地质调查工作带来巨大便利，应用前景广阔。

参考文献：

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