甘代清

摘要：通過ArcGIS的處理將基礎(chǔ)地理信息、林業(yè)資源數(shù)據(jù)和林業(yè)專題數(shù)據(jù)融入Google Earth，生成以谷歌遙感影像為底圖，疊加林業(yè)信息的KML/KMZ格式數(shù)據(jù)集，探討了通過電腦端和手持終端設(shè)備及相關(guān)軟件實現(xiàn)融合數(shù)據(jù)在林業(yè)調(diào)查設(shè)計、森林資源監(jiān)管、林業(yè)“三防”體系建設(shè)等方面應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：ArcGIS;谷歌地球;林業(yè);應(yīng)用

中圖分類號：S7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）15-0248-02

1引言

ArcGIS是美國環(huán)境系統(tǒng)研究所開發(fā)的集成了全面的GIS功能的地理信息處理軟件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域，ArcGIS提供了一個可伸縮的、全面的GIS平臺。在林業(yè)工作中實現(xiàn)了林業(yè)數(shù)字化制圖，準確而高效地輸出林業(yè)專題信息，彌補了傳統(tǒng)林業(yè)制圖工作量大，效率低，精度不高，信息負載量小，更新難度大等不足。目前ArcGIS林業(yè)制圖中使用的底圖主要是地形圖，地理信息量少，判讀技術(shù)要求高，更新頻率低，而高空間分辨率衛(wèi)星遙感影像也因成本高、陰影和云層處理困難等原因還未普及。

Google Earth是一款Google公司開發(fā)的將衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在一個地球三維模型上的虛擬地球儀軟件。Google earth影像是航天遙感影像與航拍數(shù)據(jù)的整合，其分辨率最低為100m，多數(shù)為30m，最高可達0.61m，Google Earth提供了多個時間節(jié)點的遙感影像數(shù)據(jù)，比地形圖和單一時間段衛(wèi)片擁有更大的信息負載量。目前谷歌地球已廣泛應(yīng)用于林業(yè)領(lǐng)域，可直接使用谷歌地球提供的共享空間影像數(shù)據(jù)和服務(wù)輔助開展林業(yè)資源調(diào)查設(shè)計、輔助鑒定林業(yè)案件和營林生產(chǎn)規(guī)劃設(shè)計活動，或進行二次開發(fā)，制作數(shù)字化地形圖，輔助開展森林火災(zāi)撲救和災(zāi)后損失評估等，與GIS技術(shù)、GPS技術(shù)結(jié)合發(fā)展精準林業(yè)，與無線通信技術(shù)、GPS定位技術(shù)結(jié)合可實現(xiàn)準確、實時的定位跟蹤，但目前應(yīng)用多停留在較初級的利用，仍缺乏深度開發(fā)利用。

利用ArcGIS強大的地理信息處理能力輸出林業(yè)矢量化數(shù)據(jù)，通過技術(shù)處理，將基礎(chǔ)地理信息、林業(yè)資源數(shù)據(jù)與谷歌地球遙感影像數(shù)據(jù)融合，充分發(fā)揮ArcGIS和谷歌地球的各自優(yōu)勢，形成由數(shù)字化地理信息、林業(yè)資源數(shù)據(jù)和谷歌地球遙感影像數(shù)據(jù)的空間信息共同構(gòu)成的數(shù)字化數(shù)據(jù)集，結(jié)合GPS和北斗導(dǎo)航定位技術(shù)，在實際工作中為林業(yè)工作者提供準確而直觀的參考數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)快速判讀、定位、測量和精確導(dǎo)航，為林業(yè)工作精準而高效完成提供有力保障。

2兼容性可行性分析

2.1軟硬件兼容

經(jīng)ArcGIS與Google Earth處理的數(shù)字化文件占用空間小，信息量豐富，存儲、讀取、處理和攜帶方便，可以在普通的計算機、平板、手機及手持定位終端上讀取和使用，只需設(shè)備安裝支持谷歌遙感影像軟件并支持導(dǎo)入KML/KMZ文件，可衛(wèi)星定位即可。

2.2數(shù)據(jù)兼容

KML/KMZ文檔框架是基于可標記語言描述架構(gòu)，兼容大多數(shù)導(dǎo)航定位應(yīng)用軟件，其標注的圖層樣式可保存和轉(zhuǎn)移，方便展現(xiàn)林業(yè)資源信息和專題信息。谷歌地球疊加圖層的屬性特征HTML描述兼容資源檔案數(shù)據(jù)庫信息。

2.3可行性分析。

目前，ArcGIS軟件已在林業(yè)基層單位普及，使用ArcGIS與谷歌地球相結(jié)合的技術(shù)方法切實可行，整合數(shù)據(jù)支持在大部分電腦、安卓或OS系統(tǒng)手機、平板及專業(yè)導(dǎo)航定位終端上使用，且數(shù)據(jù)更新與管理方便，可以結(jié)合Google Earth APP、兩步路戶外助手、奧維互動地圖等常用移動終端軟件的特點，充分發(fā)揮谷歌遙感影像的優(yōu)勢，輔助開展林業(yè)工作。

3在林業(yè)調(diào)查設(shè)計中的應(yīng)用

3.1在一類調(diào)查中的應(yīng)用

長期以來，采用羅盤儀引點的方式開展一類調(diào)查在樣地設(shè)立、查找和復(fù)位上耗費了大量的人力物力，且精度低。經(jīng)ArcGIS處理本期及往期布設(shè)樣地的數(shù)據(jù)導(dǎo)入谷歌地球中，通過近期遙感影像和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，可初步了解樣地情況，開展路徑規(guī)劃，工具配備等前期工作，同時，結(jié)合前期采集的角樁GPS坐標、航跡數(shù)據(jù)，通過手持定位終端導(dǎo)航，在無向?qū)У那闆r下也可引導(dǎo)定位樣地開展調(diào)查工作。

3.2在二類調(diào)查中的應(yīng)用

目前，各地均開發(fā)了面向林業(yè)二類調(diào)查的軟硬件平臺，但在使用過程中普遍存在數(shù)據(jù)下載分發(fā)操作繁瑣、對設(shè)備軟硬件要求高、資源底圖繪制時間陳舊，更新速度慢等問題，通過ArcGIS與Google Earth融合前期資源檔案數(shù)據(jù)和近期谷歌遙感影像，在開展調(diào)查前可輔助了解小班資源現(xiàn)狀、變化因子與遙感信息的相似度和小班地理信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，再將KML/KMZ數(shù)據(jù)導(dǎo)人手持導(dǎo)航定位終端，在現(xiàn)場調(diào)查時，通過結(jié)合實時定位導(dǎo)航，可以快速確定小班位置，查詢前期小班因子，開展小班區(qū)劃調(diào)查，更新小班因子變化。

3.3在三類調(diào)查中的應(yīng)用

疊加了GIS信息的谷歌遙感影像提供了在調(diào)查前提供了精確的小班資源信息和地理信息，通過移動終端安裝的谷歌地球APP、兩步路、奧維等兼容谷歌遙感影像和KML文件的軟件，野外調(diào)查時可及時掌握調(diào)查區(qū)域前期資源狀況、地形地貌和界限情況，通過實時定位導(dǎo)航和測繪，結(jié)合傳統(tǒng)三類資源調(diào)查數(shù)據(jù)和手段，可迅速確定調(diào)查區(qū)域邊界、核實面積并采集調(diào)查區(qū)域坐標信息，提高了三類調(diào)查的野外調(diào)查作業(yè)和內(nèi)業(yè)成果制作的效率。

4在森林資源監(jiān)管中的應(yīng)用

森林資源監(jiān)管涉及小班變化因子的及時更新，各地開發(fā)的森林資源監(jiān)測管理軟件在軟硬件要求和底圖更新上存在短板，集合GIS信息和谷歌遙感影像的數(shù)據(jù)可以更加及時、準確、高效地獲取地物信息，從而有效輔助完成資源信息更新。同時，結(jié)合谷歌歷史遙感影像數(shù)據(jù)，可輔助實現(xiàn)對森林資源的動態(tài)監(jiān)測。

通過對融合的資源數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)的分析輸出林業(yè)專題數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)模型劃分森林景觀類型，監(jiān)測野生動植物群落分布，研究與野生動植物密切相關(guān)的生態(tài)因子與人類活動的關(guān)系，可實現(xiàn)對研究區(qū)域內(nèi)野生動植物的監(jiān)測與保護。

4在林業(yè)“三防”體系建設(shè)中的應(yīng)用

4.1在森林防火撲救中的應(yīng)用

經(jīng)ArcGIS處理的森林植被、火險監(jiān)測、資源和地理信息數(shù)據(jù)，導(dǎo)入谷歌地球進行疊加，結(jié)合氣象預(yù)報數(shù)據(jù)、導(dǎo)航定位技術(shù)和無人機航拍技術(shù)，可輔助實現(xiàn)森林火險預(yù)測預(yù)報、火點快速精準定位、火情監(jiān)測、撲火隊挺進和撤退線路規(guī)劃、防火隔離帶規(guī)劃等森林防火撲火工作。在日常森林防火巡查工作中，配置了融合數(shù)據(jù)的移動定位終端還可對護林員護林巡護工作進行監(jiān)管，對異常情況的坐標和圖像信息及時共享上報（需要移動網(wǎng)絡(luò)支持）。

4.2在林業(yè)司法鑒定中的應(yīng)用

在疊加經(jīng)營區(qū)森林資源數(shù)據(jù)的谷歌地球上對最新遙感影像中的異常圖斑進行前期篩查，同時通過谷歌地球小班圖層包含的資源數(shù)據(jù)庫信息，結(jié)合森林經(jīng)營歷史和谷歌歷史影像數(shù)據(jù)比對，可初步確定發(fā)生林業(yè)違法事件的位置、涉及面積和發(fā)生時間等基本情況，通過移動終端設(shè)備現(xiàn)場核查，快速確定案件發(fā)生地點，現(xiàn)場調(diào)查拍照并輔助測繪涉及區(qū)域，查閱比對歷史經(jīng)營數(shù)據(jù)，利用歷史影像和落界數(shù)據(jù)可輔助鑒定林業(yè)違法案件，測繪數(shù)據(jù)通過疊加91衛(wèi)圖助手等工具下載的無偏移正射遙感影像可在ArcGIS中快速出圖，輔助案件調(diào)查。

4.3在森林病蟲害防控中的應(yīng)用

當前，森林病蟲害防控的形勢日益嚴峻，特別是松材線蟲、松毛蟲、柳杉毛蟲等重大病蟲害危害面積大、防控困難，采用數(shù)字化手段開展森林病蟲害防控擁有顯著優(yōu)勢。經(jīng)遙感影像分析和ArcGIS處理的病蟲害發(fā)生和防控數(shù)據(jù)，結(jié)合谷歌地球軟件特點，利用現(xiàn)場調(diào)查、資源檔案和歷史影像相結(jié)合進行研判，可動態(tài)分析病蟲害發(fā)生情況，輔助決策森林病蟲害防控工作，并開展防治區(qū)域的防控成效監(jiān)測。

5結(jié)語

ArcGIS和Google Earth結(jié)合在林業(yè)工作中的應(yīng)用是“3s”技術(shù)在林業(yè)工作中的具體應(yīng)用。利用KML文檔框架技術(shù)，可將森林資源信息、地理信息與谷歌遙感影像進行有機結(jié)合，突破了當前林業(yè)制圖和軟件應(yīng)用的障礙，為林業(yè)工作開展提供了信息豐富、操作便捷、普及方便的數(shù)據(jù)管理手段，可在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計、森林資源監(jiān)管、林業(yè)“三防”體系建設(shè)等方面進行廣泛應(yīng)用，為林業(yè)數(shù)字化、信息化、智能化提供了有力支撐。