奥维互动移动端和QGIS 技术在新疆林业工程检查工作中的应用

2021-03-31全小丽

农业与技术 2021年5期

全小丽

(新疆重点林业工程质量管理总站，新疆乌鲁木齐 830000)

前言

奥维互动平台是一种以移动平台为载体,融合多种地图,支持地图离线下载,具备精准定位、位置分享、语音导航、轨迹记录、数据标记拍照、指南针等多种功能为一体的跨平台地图浏览器[1],随着遥感技术广泛应用,林业部门用手机平台进行林业调查工作已成趋势,现林业设计单位是以个别小班控制点进行“盲校”,出现同一个设计单位同一个县市同一个林业资源数据,不同的设计人员,由于校准时参考的小班控制点不同,会有不同的投影参数,做图时项目区投影和林地资源数据的投影不一致,造成设计矢量数据的投影不规范的情况比较常见。在过去传统林业检查中主要是依赖检查人员的经验技术和GPS,远达不到工作的要求。检查验收是一项严谨的工作,要对各项林业工作下结论,应严格按设计位置地点进行现地检查,就要进行数据校正,现校正的方法很多,业界常用的方法基本原理还是以个别小班来定全部的“盲校”,而且影像数据公共渠道难以获得,因为GPS 的定位精度5～10m,现业界常用的方法定位精度低。但在QGIS 软件平台进行数据校正转换,是按设计单位的纸制图显示位置,以规范的WGS84 坐标系影像数据为校准依据,在QGIS 软件平台进行数据校正,可精确计算出林业资源数据和设计项目区的投影参数,精度在1m 以内,然后在QGIS 软件平台进行数据转换,既可保证精度,实时在平台验证数据精度,还可实时验证转换后数据是否正确,最重要的是QGIS 校正数据只需要专业人员在室内完成,不用去现地采集控制点,转换后的数据可直接加载到奥维互动平台手机端,在手机端平台的指引下进行现地检查,这样即可提高工作效率,还提高了检查精度,为公平公正开展各项林业工程检查验收提供质量保证。2010 年开始使用QGIS 进行数据校准,方便快捷有效,保证进行精准的检查验收。

1 采用奥维互动和QGIS 技术进行林业工程检查验收前期技术要求及说明

1.1 手机端和PC 端下载奥维互动地图

根据用户使用林业数据的多少,最好加入VIP 会员,可有20000 个奥维对象,对涉及数据量较大的人员可用SVIP,可有1000000 个奥维对象。PC 端下载是为了室内工作时,用手机屏幕太小不方便,奥维互动地图支持手机端和PC 端数据分享,内业外业可同步进行,便于团队合作工作。

1.2 电脑装Arcmap 10.2 以上和QGIS 3.8 以上版本

版本高低对检查精度没有影响,只取决于用户使用习惯。许多用户多在奥维互动平台进行数据的投影转换,用个别小班为参照进行全部数据的校准,但检查单位必须保证权威性和正确性,保证准确的投影参数,保证全部数据的正确才能开始工作,所以校准数据是用QGIS 进行数据投影的校准和转换。

1.3 工作项目区的影像数据准备

目前QGIS 是世界用户最多的开源的GIS 软件,支持所有的主流数据格式和坐标系统,同时还有完善的自定义坐标系统,能够系统解决非标准状态下的数据坐标系统校准,不存在任何侵犯知识产权的问题,有一定编程基础人员还可以开发特定功能插件。近些年设计单位越来越多,设计人员大多没有经过专业培训学习,加上设计数据来源不一,标注为XIAN80 坐标系的图纸,实际使用的坐标系极为混乱,矢量数据的投影不规范,项目区投影和林地资源数据的投影不一致,所以检查之前必须按设计单位的纸制图显示位置,在QGIS 软件平台进行数据转换,精确计算出林业资源数据和设计项目区的投影参数。用QGIS 平台进行数据校准必须准备符合WGS84 坐标系规范的影像数据为校准依据,校准用符合WGS84 坐标系规范的影像数据,无需最新数据,林业工作使用只需要精度在5m 以内,一般精度2m 以内最佳。

2 采用奥维互动和QGIS 技术进行林业工程检查验收技术流程和注意事项

2.1 检查纸制设计资料，确定工程实施地点

在进行每项林业工程检查时,首先查看林业工程的作业设计或实施方案,查看实施内容和实施地点,在检查中实施地点的确定以纸制存档数据为准,检查中发现存在设计地点和实施地点不一致,设计单位自行修改矢量数据,提供的矢量数据并不是批复的地点和数据等问题,所以检查是以批复和纸制设计图数据为准的。

2.2 校准作业设计图的投影

由于历史原因,林业的资源数据投影不全是标准的投影,虽然在2019 年全部统一了2000 投影,但由于设计单位众多,数据来源不一,在设计投影上并不统一,所以针对这种情况,在QGIS 平台用项目区域的正射影像数据作为参考依据,由于是用于投影参数的计算,不一定要最新影像数据,分辨率高些便于精确计算。特殊的投影坐标系可以先计算后设置自定义投影坐标系,有了设计数据的正确投影,将数据用QGIS 软件转成WGS84 标准投影矢量数据。

2.3 项目区WGS84 投影矢量数据转换为奥维通用格式数据

WGS84 标准投影SHP 矢量数据,通过Arcmap 软件将数据分色后转为KMZ 数据,为了工作方便,可以将林地资源数据属性库进行编辑,将常用林班、小班、面积、地类等主要属性保留,其余属性删除,再用以上同样办法转为KMZ 数据,可加载到手机上运行,如存在加载数据量大不能够运行,则申请VIP 或只选择项目区林地资源数据进行转换和加载。

2.4 将KMZ 数据加载手机端进行现场检查

将项目区的KMZ 数据加载到手机端软件进行现地定位调查,也可同时将林地的资源数据加载到手机端,有了林地资源数据和项目区的数据,在办公室基本上对现地有了全面了解,外业工作量大大减少。

3 以占用林地检查为例对奥维互动和QGIS技术应用案例分析

3.1 占用林地检查时将设计红线KML 文件加载到手机端进行现地检查

不用去现场,在电脑PC 端对检查内容基本了解。如,一个现场,距城市150km 以上山路,单程2.5h,需要1d,途中没有食宿点,经现场检查验证,用奥维影像检查准确度相同(如图1、图2)。

3.2 油田占用林地项目区远离城市

现地油井上万口,石油管理部门人员变更交替,管理人员对现地不了解,现地施工人员对项目的总体情况不了解,现场没有任何地标地物,没有人全面了解现场,在3 个年度的检查中,油田单位在检验时只有将工程区数据下载到手机端,按手机端进行导航,才能找到现场,如遇到设计投影偏差有错误的,工作难度更大(如图3)。

3.3 项目用GPS 检查只能核对面积和控制点坐标

工程在实际实施过程中,没有严格按设计实施,在检查中发现控制点难以对应,用GPS 对坐标无法检查偏差情况,但手机端影像上数据实施的偏差情况看得清清楚楚,尤其是在恶劣天气下,可大大减少野外工作量,并提高工作精度(如图4)。

3.4 道路超红线使用林地，人工现场围测工作量大，远离生活区

冬季在野外工作,长时间低温工作有一定风险。但用影像数据进行检查超范围使用林地面积,既准确又便捷。图5 是一条全长几十公里的道路,现地检查发现道路两边推土严重,现场用GPS 无法人力量测,但用最新影像技术一清二楚,图5 道路工程中临时超占林地,工地现场全部阻隔,无法现场围测超占面积,但用影像数据可以图上直接量测。

4 将奥维互动和QGIS 技术应用到林业工程检查的注意事项和结论

4.1 用GPS 检查很难适应现在的林业工作

尤其是对于数据量大且复杂的现场,用GPS 按设计坐标投影,输入设计坐标进行现地检查,这个方法是实践工作中常用的方法,但输入费时费力,林业工程设计地点多为不规则形状,只能输入少量控制点,对于复杂的现场,原有的方法根本不能满足工作的需要。

4.2 没有影像数据的参考

设计图的投影不规范时,没有专业技术人员校对数据,没有GPS 设计参数,用GPS 根本找不到现地。

4.3 人员技术要求越来越高

随着现有林业工程越来越多,新疆对各项林业工程的管理也越来越严,对人员技术要求也越来越高,奥维互动技术对人员的专业度要求不高,只需要少量专业技术人员内业处理数据,外业工作技术门槛较低,经过简单的学习很快可以掌握,便于非专业人士工作中推广普及,对于数据量大复杂的现场,需要大量人员工作时,可随培训随工作。