魏學文

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

1 概述

谷歌地球是一款Google公司開發(fā)的虛擬地球儀軟件，它把衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在一個地球的三維模型上，通過衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)字地球的目的。

辛安泉供水工程是山西省重點工程之一，是山西大水網(wǎng)骨干工程，具有線路長、范圍廣、地形復雜、勘測周期短、測繪內容多等特點，工程建成后，能夠有效緩解晉東南地區(qū)工農(nóng)業(yè)用水緊張局面，作為工程基礎的前期測繪工作顯得尤為重要。

谷歌地球在辛安泉供水工程線路工程的選線與估量、控制網(wǎng)布設與優(yōu)化、地形圖測繪、地形圖檢查等方面的成功應用，減少了測繪工作量和人力物力的投入，已成為打破傳統(tǒng)作業(yè)方式，充分應用新技術、新手段，提高工程測繪效率的一種有效手段。

2 線路工程應用

在供水線路工程中，傳統(tǒng)的踏勘選線工作首先是收集1/10000或1/50000比例尺的地形圖，在圖上選定一條或幾條待定路線，然后選派各專業(yè)人員沿圖上選擇的路線進行實地踏勘。根據(jù)工程建設目的、等級，結合初選方案，既要利用地形地物、節(jié)約用地、保護環(huán)境、降低成本，又要考慮今后發(fā)展需要，確定一條或兩條路線，經(jīng)過實際測繪數(shù)據(jù)多次調整后，最終確定一套經(jīng)濟合理的設計方案。

面對經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，由于收集的基礎圖件形成年代較早，不能及時更新，大多數(shù)在1/10000或1/50000圖紙上選定的、看起來比較合理的線路，在實地往往由于新建各類建筑物的阻擋，降低了項目的可行性。再加上實地莊稼、樹木等植被覆蓋，視線遮擋，現(xiàn)場踏勘不能全面、直觀了解沿線情況，內業(yè)規(guī)劃和踏勘選線工作經(jīng)常顧此失彼，甚至前功盡棄。

辛安泉供水工程中使用谷歌地球軟件布置線路，由于軟件提供的衛(wèi)星相片更新時間在1~2年內，比基礎圖紙更詳細地反映了現(xiàn)狀情況，各類地物地貌和相互關系一目了然。例如：支線工程在原有1/10000地形圖中選定的最優(yōu)線路，通過在谷歌地球上布置分析，判定該段線路與在建的某鐵路線路交叉重疊，利用谷歌地圖分析鐵路施工區(qū)域及走向，及時對該段線路進行變更調整，避免了后續(xù)工作投入的浪費。

在項目建議書階段和可行性研究階段，為節(jié)約成本，工程量一般不進行實際測繪，多是經(jīng)驗估算成果，由于人員素質參差不齊，估算結果往往差異較大。利用谷歌地球加載的概略高程數(shù)據(jù)，圖上選線后能夠估算地形高差和繪制1∶5000以下的小比例縱橫斷面圖，相對準確地估算出工程量大小。通過該工程供水線路上估算的工程量和實測工程量比較，二者相差約4%，在同類工程估算數(shù)據(jù)中達到了較高水平。

3 控制網(wǎng)布設與優(yōu)化應用

辛安泉供水工程廣泛使用GPS控制網(wǎng)進行測量工作，雖然GPS控制測量有著全天候、距離遠、精度高、效率高等諸多優(yōu)點，但也有其獨特的要求和局限性，如凈空條件高、無信號干擾，交通條件好、短距精度低等，且在基礎圖件上，對于點位周圍的植被覆蓋、交通通達、水域面積、無線電環(huán)境等因素難以判斷。

利用谷歌地球能夠直觀地分析初選點位的周邊環(huán)境和點位調整對全網(wǎng)結構的影響。辛安泉首級控制中利用谷歌地球選擇點位成功率達到99%。通過點位調整優(yōu)化、交通組織設計，保證了圖形強度和預定遷站時間，增加了同步觀測時間和提高了測量精度。經(jīng)GPS靜態(tài)觀測平差，全網(wǎng)最弱邊相對中誤差達到1/950031，單位權中誤差達到0.018 m。

4 地形圖測繪應用

在地形圖測繪工作中，無論是測繪前的儀器選擇，還是測繪中的范圍控制，都涉及到測繪工作難易程度和工作量大小，直接關系到測繪方法、時間和經(jīng)濟效益。

在辛安泉供水工程某隧洞出口局部測繪區(qū)域測前準備過程中，通過谷歌地球軟件進行地形分析可見：該測區(qū)貫穿著一條20 m寬、30 m深的河溝，溝中林地覆蓋、灌木茂盛，岸上居民建筑較多，此類測區(qū)環(huán)境嚴重影響到GPS衛(wèi)星接收效果和測繪數(shù)據(jù)精度，不能充分發(fā)揮RTK儀器的優(yōu)勢，全站儀配合棱鏡施測成為最佳選擇。但對于線狀測區(qū)、植被較少、起伏較小的簡單地形，較多地選用RTK儀器。

全站儀測圖時，由于測繪人員在實地視線不好、地形復雜，難以準確掌握不規(guī)則的測繪范圍，通常情況下只能憑感覺超范圍測量，造成了不必要的浪費。通過谷歌地球軟件有重點地調整測繪范圍邊線，使其變得較為規(guī)則后，可將范圍折點的信息輸入儀器，準確控制。粗略統(tǒng)計，通過以上谷歌地球的測前準備，每片測區(qū)可減少80%的超測面積，節(jié)約成本約3%。

5 地形圖檢查應用

測繪地形圖成果在檢查驗收階段主要依靠圖紙檢查和實測抽查，檢查人員對繪制方法、地形相似度等技術性錯誤容易發(fā)現(xiàn)，對漏測漏繪的隱性地物則很難發(fā)現(xiàn)，隨機性大、費時費力。利用谷歌地球進行地形圖檢查，不僅能夠有效發(fā)現(xiàn)漏測漏繪的隱性地物，還能夠通過縮放、量距、測角、三維模型和視圖手段對地物檢查和補繪。在辛安泉工程泵站附近的清晰衛(wèi)星照片上，檢查一座水工建筑物的長寬尺寸，相對距離精度達到了較高的厘米級；對作業(yè)困難的夏秋季節(jié)測繪成果，利用谷歌地球不同季節(jié)的歷史圖片對照檢查，多片局部地形圖成功補繪墳地、機井等各類地物6處，提高了圖紙成果質量。

6 應用展望

谷歌地球的使用成本幾乎為零，能達到全面、直觀、更新快、瞬間到達的效果，受到了廣大測繪測繪工作者的青睞。目前在點位分析、控制加密、地類填充、界線測繪、小比例成圖、土方估算等方面開始了新的探索應用，未來能充分利用谷歌地球提供的衛(wèi)圖資源創(chuàng)新測繪技術，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益和社會效益。