基于 Google Earth的1∶50000地質(zhì)地理底圖更新

王宏俊

(紫瑯職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 南通 226002)

基于 Google Earth的1∶50000地質(zhì)地理底圖更新

王宏俊

(紫瑯職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 南通 226002)

數(shù)字地理底圖是地質(zhì)環(huán)境調(diào)查不可缺少的組成部分,但現(xiàn)有數(shù)據(jù)大多現(xiàn)勢性較差,如何更新值得探討。文中提出利用 Google Earth進(jìn)行地理底圖更新的方法,并介紹了更新的步驟和精度,該方法簡單快捷、可操作性較強(qiáng),具有一定的實(shí)用價(jià)值。

Google Earth;地理底圖;更新;精度

0 引言

數(shù)字地理底圖是具備地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和基本地理要素(水系、居民地、道路交通、行政區(qū)界、地形等),用作專題地圖數(shù)據(jù)庫或?qū)ｎ}地圖產(chǎn)品的骨架和控制的統(tǒng)一地理基礎(chǔ)的數(shù)字地圖。1∶50 000數(shù)字地理底圖為地質(zhì)部門提供了編制各種專題圖的基本地理要素,為專題信息的定位及其與周圍地理環(huán)境的關(guān)系和分布規(guī)律提供了重要依據(jù)。因此數(shù)字地理底圖是地質(zhì)環(huán)境調(diào)查工作中不可缺少的組成部分,其精度、制圖綜合、現(xiàn)勢性直接影響到地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的成果質(zhì)量。

2010年2月,某供水水源地水文地質(zhì)項(xiàng)目,要對(duì)約600 km2的區(qū)域進(jìn)行勘查,現(xiàn)有的1∶50 000地理底圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)大多是在20世紀(jì)70年代成圖的基礎(chǔ)上形成的,近20年來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,道路、居民地、河流、行政區(qū)界等要素發(fā)生了巨大的變化,原有地理底圖的現(xiàn)勢性已經(jīng)不能滿足要求。因此,地理底圖更新是一個(gè)比較突出的問題,如何經(jīng)濟(jì)快捷地更新地理底圖值得探討。

1 Google Earth簡介

Google Earth是美國 Google公司于2005年6月推出的全球地理信息系統(tǒng)搜索軟件,Google Earth采用了成熟的寬帶流技術(shù),能實(shí)時(shí)地為客戶提供數(shù)據(jù),Google Earth上的全球地貌影像的有效分辨率一般為30 m,在某些區(qū)域分辨率為1 m或0.6m的高精度影像,在局部區(qū)域甚至可達(dá)0.15 m,且影像以免費(fèi)的形式發(fā)布,相對(duì)傳統(tǒng)的信息獲取渠道,Google Earth無疑節(jié)省了大量的投資。

Google Earth的出現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)的 GIS平臺(tái)形成了強(qiáng)大的沖擊,它以免費(fèi)、開放、簡單易用的特點(diǎn),吸引了大量的使用者?；?Google Earth的地理信息開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)出現(xiàn)在多個(gè)領(lǐng)域,例如陳建平等人利用 Google Earth進(jìn)行了陜西省土壤分類信息系統(tǒng)開發(fā)研究[1],黃舒寒懋等人研究了 Google Earth在數(shù)字九寨溝中的應(yīng)用[2],楊翼飛等人利用Google Earth進(jìn)行土地利用更新[3],余豐華等人利用 Google Earth進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害管理[4],陳強(qiáng)等人利用 Google Earth進(jìn)行了地震應(yīng)急方面的應(yīng)用[5]等。

2 基于Google Earth的地質(zhì)地理底圖更新

2.1 地理底圖更新的要求

地理底圖更新的目的是在保證基本圖精度的前提下,提高底圖的現(xiàn)勢性和實(shí)用性。地圖數(shù)據(jù)地物更新要求應(yīng)參照文獻(xiàn)[6,7],在平原和丘陵地區(qū)為圖上0.5mm,在山地為圖上0.75mm。因此,1∶50000地理底圖平原及丘陵地區(qū)地物變化在25 m以上需要更新,山區(qū)在37.5m以上需要更新。

通常情況下人對(duì)紙質(zhì)地圖的目視分辨率在0.07～0.1 mm左右,地理底圖更新要求影像分辨率一般應(yīng)達(dá)到圖上0.1mm,即1∶50000地理底圖更新要求影像的分辨率應(yīng)該在5 m以內(nèi)。

2.2 可行性分析

2.2.1 Google Earth影像的現(xiàn)勢性

Google Earth中可以查看影像的拍攝時(shí)間。其影像大多為2006年以后,部分區(qū)域已經(jīng)更新至2010年,現(xiàn)勢性較強(qiáng)。該供水水文地質(zhì)勘查項(xiàng)目地理底圖更新區(qū)域的影像拍攝于2009年6月及2009年12月,現(xiàn)勢性可以滿足要求。

2.2.2 影像分辨率

Google Earth上的全球地貌影像的有效分辨率一般為30 m,在某些區(qū)域是分辨率為1 m或0.6 m的高精度影像,在局部區(qū)域甚至可達(dá)0.15 m。該項(xiàng)目地理底圖更新區(qū)域的影像采用的是geoeye融合后的高清晰影像,分辨率為0.41 m,可以準(zhǔn)確地判讀出地物信息,完全可以滿足該次地理底圖更新要求。如圖1位置在以前地理底圖中為耕地,現(xiàn)為采煤塌陷地,部分已經(jīng)進(jìn)行復(fù)墾。圖2位置在更新前為耕地,更新后變?yōu)楣さV用地。從影像上可以清晰地判讀出變化的區(qū)域輪廓及相關(guān)的地物信息。

2.2.3 技術(shù)可行性分析

目前利用遙感影像更新中小比例尺地圖技術(shù)已經(jīng)成熟,相關(guān)部門已經(jīng)有了很多應(yīng)用實(shí)踐[8,9],利用Google Earth更新1∶50 000地理底圖從技術(shù)方面完全可行。

2.3 更新的方法及步驟

2.3.1 Google Earth影像的獲取及處理

利用第三方軟件或利用Vs.net等開發(fā)平臺(tái)采用屏幕捕捉或?qū)?Google Earth緩存數(shù)據(jù)處理,獲取Google Earth的分塊影像,利用程序?qū)Σ杉跋襁M(jìn)行拼接。實(shí)踐生產(chǎn)過程中,采用 GetScreen軟件,先確認(rèn)捕捉范圍,然后對(duì) Google Earth進(jìn)行屏幕捕捉(注意:在捕捉過程中關(guān)閉 Google Earth的 Terrain選項(xiàng),捕捉結(jié)束后自動(dòng)完成圖像的拼接)。

圖2 新增的企業(yè)

在獲取圖像后,通過遙感處理軟件 ENV I或ERDAS,可將一系列的遙感影像利用像控點(diǎn)產(chǎn)生的重疊,進(jìn)行疊加合成,并選取像控點(diǎn)對(duì)影像進(jìn)行校正,在校正時(shí)像控點(diǎn)應(yīng)該均勻分布在影像圖上,且密度足夠。校正完成后形成一幅工作底圖。

2.3.2 地理底圖更新

在地理底圖更新時(shí)可以使用M ap GIS等地理信息軟件,將原有的1∶50 000地理底圖矢量數(shù)據(jù)與處理后的影像數(shù)據(jù)透明疊加分析,以影像數(shù)據(jù)作背景,采用人機(jī)交互方法進(jìn)行影像判讀,對(duì)矢量數(shù)據(jù)在影像圖上可判定已經(jīng)不存在的要素應(yīng)刪除,當(dāng)?shù)匚?、地貌變化較大(平原及丘陵地區(qū)25m,山區(qū)37.5m)應(yīng)進(jìn)行更新,對(duì)與地質(zhì)信息密切相關(guān)的地形地物信息應(yīng)該進(jìn)行重點(diǎn)更新。

相對(duì)1∶50 000比例尺地理底圖,地面高程相對(duì)變化較小,一般不需要更新。

3 精度評(píng)定

在地理底圖更新完成后,使用 GPS RTK對(duì)部分更新區(qū)域進(jìn)行了檢查,共檢查地物點(diǎn)40點(diǎn),基本覆蓋整個(gè)更新區(qū)域,平面較差結(jié)果見表1。

從表1可以看出,更新的地物點(diǎn)平面較差大多在10m以下,占檢查總點(diǎn)數(shù)的80%,精度較好。

以 GPS RTK測量結(jié)果為真值,計(jì)算平面中誤差:

式中:d為坐標(biāo)平面較差;n為檢查總點(diǎn)數(shù)。

表1 GPS RTK檢查結(jié)果

文獻(xiàn)[10]要求圖上地物點(diǎn)相對(duì)附近控制點(diǎn)的平面位置中誤差一般不得大于圖上0.5 mm,即實(shí)地25 m。由上可以看出,利用 Google Earth進(jìn)行地理底圖更新可以滿足要求。

4 結(jié)語

利用 Google Earth的影像數(shù)據(jù),在經(jīng)過影像處理、配準(zhǔn)校正后,進(jìn)行1∶50 000地理底圖更新,可以滿足精度要求,且該方法數(shù)據(jù)源獲取方便,數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性較好,有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

[1] 陳建平,常慶瑞,陶文芳,等.基于 Google Earth的 GIS專題制圖技術(shù)研究與應(yīng)用[J].水土保持通報(bào),2008,28(6):63-66.

[2] 黃舒寒懋,苗放,葉成名,等.基于 Google Earth的數(shù)字九寨溝應(yīng)用[J].地理空間信息,2009,7(2):97-99.

[3] 楊翼飛,唐詩華,文鴻雁.基于 Google Earth的3S技術(shù)在桂林市土地更新中的應(yīng)用[J].測繪通報(bào),2008,(11):61-63.

[4] 余豐華,姜云.Google Earth在浙江省地質(zhì)災(zāi)害管理中的應(yīng)用[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù),2007,18(3):98-103.

[5] 陳強(qiáng),姜立新,帥向華.Google Earth在地震應(yīng)急中的應(yīng)用[J].地震,2008,28(1):121-128.

[6] DZ/T 0157-95.1∶50000地質(zhì)圖地理底圖編繪規(guī)范[S].

[7] DZ41-86.區(qū)域地質(zhì)圖地理底圖編繪及地質(zhì)圖清繪規(guī)程比例尺1∶50000[S].

[8] 劉天光,曹培國,孔琴.SPOT5衛(wèi)星遙感影像在土地利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)更新中的應(yīng)用[J].山東國土資源,2007,23(6-7):55-56.

[9] 孫成忠,李成名,洪志剛.基于衛(wèi)星遙感影像的城市地圖快速更新技術(shù)[J].測繪通報(bào),2002,(12):17-19.

[10] GB12343-90.1∶25000,1∶50000 地形圖編繪規(guī)范[S].

Renew of Geological Base Map with the Scale of 1∶50000 Based on Google Earth

WANG Hongjun
(Zilang Vocational Technical College,Jiangsu Nantong 226002,China)

Digital geographical base map is an indispensable part of the geological environment investigation.Since most of the basema pdatas is not p resent datas,it is necessary to discuss how to renew them.In this paper,the method for renewing geological basemaps based on Google Earth is introduced,its steps and precision are analyzed as well.It is regarded that this is a simpler and effective method with wide application field.

Google Earth;geographic base maps;renew;precision

P237

B

2010-07-08;

2010-07-26;編輯:陶衛(wèi)衛(wèi)

王宏俊(1969—),男,江蘇海安人,高級(jí)工程師,主要從事測繪方向科研及教學(xué)工作;E-mail:hjwangnt@139.com。