利用卫星遥感技术调查林业资源工作中的地物点坐标转换问题探讨

赵 忠

(黑龙江省同江市勤得利农场，黑龙江 佳木斯 156429)

森林蕴含着巨大的生态价值，具有净化环境、释放氧气的能力，还具有防风固沙、调节气候、保存物种等作用，同时，森林也是陆地主要碳储库和种质库，维护了地球气候稳定和陆地生物多样性，是人类生存和发展不可或缺的重要资源。林业资源调查是一项基础性工作，掌握区域内林业资源现状，对林业发展进行规划决策提供依据。当前，卫星遥感技术已广泛应用于林业资源调查工作中，提高了资源调查工作的精度和广度，减少了野外调查的频度和强度，可有效节省人力与财力。利用卫星遥感影像判读地类属性和主要林分特征因子，需要用到地形图、林相图，而我国有北京54、西安80、WGS84、CGCS2000等多种测量坐标系，由于坐标原点不同所以需要进行坐标转换。本文对这一问题进行了研究，以更好地将卫星遥感技术应用于林业资源调查，进一步提高林业资源调查的数字化水平，推动我国林业可持续发展。

1 林业资源调查及卫星遥感调查技术的必要性

林业资源是非常宝贵的自然资源，虽然属于可再生资源，但再生速度十分缓慢。如果森林遭遇大规模火灾和病虫害等突发性灾害，附着在林木上的生态价值快速丧失，很容易引发多种气象与地质灾害。林业工作者运用卫星遥感技术进行资源清查，在不同调查地进行不同比例尺地物点坐标转换，更精确地掌握森林边界、立地条件和资源情况，进行更加全面和细致的监测，重点关注森林边界发生变化情况。通过开展高质量的森林资源清查与实际作业，发现广大林区内火情和虫情频发的地区，防止森林资源受到长期损害[1]。

除了森林火灾和病虫害之外，滥砍滥伐也是森林资源的重大威胁，应该加以禁止。虽然《森林法》中明确规定了非法砍伐的法律责任，但在实际的林业资源管理之中，由于我国林地面积广大，且多处于偏远地区，如果出现了滥砍滥伐的情况，很难在短期内发现并予以制止，很容易导致生态环境受到破坏。如前不久甘肃敦煌市阳关林场万亩防护林遭到非法皆伐，通过2018年至2019年间卫星遥感数据发现了林地破坏图斑，调查组在进行现地核查后明确了毁林事实。在这一事件中，如果没有基于地物点坐标转换的卫星遥感调查，将很难在短时间内发现毁林事实，造成的资源和生态损失将难以估计。因此，采取不同比例尺的地物点坐标转换，可以利用不同时期资料，对比森林资源变化情况，维护我国森林资源健康与稳定发展，充分发挥林业资源生态和社会价值[2]。

2 卫星遥感调查林业资源的基本步骤

运用卫星遥感进行林业资源监测，主要是对于两个不同监测时间节点的遥感影像进行对比，建立动态的监测数据库，汇总各种不同类型的汇总表、流量表和专题图片等。这个过程可以分成几个不同的阶段，一是制作出本底数据；二是对本底数据与影像做检测；三是对卫片的影像做套合；然后是检测和分析，并形成各类调查成果[3]。

基于地物点坐标转换进行卫星遥感监测有一定的方法步骤。在调查范围内布设清晰显著的地物点，通过卫星影像建立和地面一致的解译的标志，之后再做好分类工作，进行野外抽查与检验。在蓄积量计算的时候，将系统布点作为主要的判定，建立好区级的连清的体系，通过县级的连清点进行判读，对于各个地区的总蓄积做好计算。之后，再通过计算机系统和各个森林分类测量的结果，来进行模拟，再做小班与割线机的森林蓄积。在建立好各个地区班级的连清体系之后，结合相应的判读结果，对整个地区的森林总蓄积进行计算，之后再利用计算机系统与各个森林分类结果来进行计算。

3 地物点坐标转换技术要点

3.1 地物点布设

将调查地区作为总体，更好建立地区级的连清体系，在该地区1∶5万比例尺的地形图上，来按照相关比例做好地物点布设，并且布设好地物点。这样能更好地做好地形地物的识别，保证能够做到引线起点的选择，减少引线方面的人工劳动，并且加强野外地物点的调查精度，将1∶5万的比例尺地形图转换到1∶1万比例尺的地图之中[4]。

3.2 地物点转换

为了做好各种林地类型的面积和蓄积计算，需要进行影像图片套合，需要保证做好地物点比例尺转换，首先要满足1∶5万的比例尺，之后再依照特征明显的地物，可以线装地物(公路、铁路、河流等)为主，与卫片完全套合之后，再根据样地的位置来进行数据判读[5]。

3.3 坐标转换

在过去的坐标转换实践中，通常采用将所有的地物点坐标值输入计算机，求算出其坐标对应值，然后对照坐标值标上地形图的方法，劳动量一般较大。当前，随着数字时代的到来，坐标转换软件已经普及，如LGO、TGO、COSA、Coord、SurveyTools坐标转换软件等。其中，SurveyTools功能强大、操作便捷，它可以进行高斯投影正算和反算、不同椭球间的坐标转换、抵偿高程面的建立及坐标转换。利用SurveyTools进行平面坐标转换，不需要掌握椭球参数，适合任何形式的平面直角坐标系，将自由坐标系中的坐标转换为统一坐标系中的坐标。

4 坐标偏差解决方法

在不同地理坐标系统中，地形图比例尺存在着一定的差异，在不同地区境内同时存在1∶1万和1∶5万比例尺地形图，在公里交叉点处容易发生偏差，这对地物点的布设和转换带来了很大困难。如不能做好对照地物点的布设与转换，容易导致整个记录时间被拉长，导致整个外业调查的时间滞后，对于整个地区的遥感调查进度造成负面影响[6]。为了解决坐标偏差的问题，需要综合考虑地物点布设情况和地物点转换情况，再采用有效的软件工具进行坐标转换。

虽然多种不同比例尺地形图地理坐标系统不同，但是每种地形图坐标是一定的，多种坐标之间有着一定规律性，不同的坐标值对应着不同的回归关系。为了能够满足地形地物点的不同比例尺的地形图，需要按照相应的比例与坐标值，针对不同的要求与任务的需求，针对当地的林地、林分以及森林环境展开综合评估，充分掌握当地区域的气候条件、植被情况以及水土环境等，防止重复工作，做好坐标系统之间的转换。

如果完全脱离实地调查，单纯调用地形图进行对接与转换，往往会出现效率低与速度慢的情况，即使采用了SurveyTools等高性能转换软件也是如此。因此，需要充分掌握当地的地理条件和立地状况，更新现有林地环境数据。同时，由于在转换时容易发生人为操作误差，需要采取典型地物表示明确的标志点，来进行回归的分析法，建立好不同坐标之间的数学转换公式，尽量减少人为操作误差发生的可能性。这种情况下，转换速度比较快，转换精度比较高，这种方法值得在卫星遥感调查工作中推广。

5 结论

在森林资源调查工作中，不同比例尺地物点坐标转换是不可或缺的基础性工作，只有将多个坐标系统的地形图转换到同一标准下，才能进行下一步骤。当前，坐标转换可以在应用SurveyTools等软件工具完成，但软件也具有一定的计算逻辑，是基于不同坐标系统之间的回归关系来工作的，而工作基础还是地物点布设和转换，要加强这些方面的工作，重视实地调研，结合当地环境条件，找到显著地物并准确测量，尽量减少人为误差的发生。