宋立旺，黃愛玲，王 龑

（1.浙江省水利水電勘測設(shè)計院，浙江 杭州 310002；2.杭州博盛環(huán)?？萍加邢薰荆憬?杭州 310014）

“Google地球”在環(huán)評工作中的應(yīng)用

宋立旺1，黃愛玲2，王 龑1

（1.浙江省水利水電勘測設(shè)計院，浙江 杭州 310002；2.杭州博盛環(huán)保科技有限公司，浙江 杭州 310014）

為使環(huán)評工作的過程及結(jié)果更直觀，易于查詢、實時更新，結(jié)合工作實踐，總結(jié)了Google地球（Google Earth，GE）在環(huán)境影響評價工作中的應(yīng)用，主要包括輔助調(diào)查、成果表達與匯報展示、基于Google地球的環(huán)境評價系統(tǒng)開發(fā)等方面，可增強環(huán)評工作效果、提高工作效率。

Google地球；地理信息；環(huán)境影響評價

環(huán)境影響評價簡稱“環(huán)評”，是指對規(guī)劃和建設(shè)項目實施后可能造成的環(huán)境影響進行分析、預(yù)測和評估，提出預(yù)防或者減輕不良環(huán)境影響的對策和措施。對象的地理信息要素是環(huán)評工作中環(huán)境調(diào)查和預(yù)測評價不可或缺的部分，以往的環(huán)評中多以地形圖為基礎(chǔ)表達和展示對象的地理信息，如區(qū)位關(guān)系、環(huán)境敏感點等。傳統(tǒng)地形圖存在數(shù)據(jù)更新周期長、地貌地物不醒目、欠真實等不足，不利于環(huán)評調(diào)查以及成果的表達與展示。而大眾化的“Google地球”擁有基于真實影像的豐富的地理信息及相關(guān)的瀏覽、分析和開發(fā)等強大功能，且完全免費，在環(huán)評工作中得到越來越廣泛的應(yīng)用。概括起來，“Google地球”在環(huán)境影響評價工作中的應(yīng)用大致可分為3類：輔助調(diào)查、成果表達與匯報展示、基于Google地球的環(huán)境評價系統(tǒng)開發(fā)。結(jié)合實踐，本文對Google地球在環(huán)境影響評價工作中的應(yīng)用進行總結(jié)，以期推廣惠眾。

1 GE軟件簡介

“Google地球”是Google公司開發(fā)的一款虛擬地球儀軟件，它把衛(wèi)星或航空影像和GIS布置在一個地球的三維模型上。通過個人電腦上的GE客戶端軟件和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，用戶可以在虛擬地球上周游世界，查看衛(wèi)星圖像、地圖、地形、3D建筑和其他信息。

GE圖像視野開闊、影像逼真、信息豐富，可直觀地獲得大量可靠的關(guān)于地形地貌和地物等相關(guān)信息。GE全球地貌影像的有效分辨率至少為100.0 m，通常為30.0 m，并提供任意地點的經(jīng)緯度和海拔數(shù)據(jù)，可生成三維視圖并能任意旋轉(zhuǎn)，視角高度為15 km左右。針對大城市、著名風(fēng)景區(qū)會提供分辨率為1.0，0.6 m左右的高精度影像，視角高度分別約為500.0，350.0 m，中國地市級城市和重要縣城精度在5.0 m左右。GE影像來自衛(wèi)星與航空攝影數(shù)據(jù)，圖像更新比較快，一般為1 ～ 3 a前的影像資料。借助GE提供的常用工具和豐富真實的地理信息，用戶可以進行諸如定位、截圖、測距、游覽等初級應(yīng)用，還可以結(jié)合相關(guān)軟件開發(fā)進行基于GE平臺的深入應(yīng)用[1]。

GE主界面可分為4部分，最上面的是菜單欄，左面是側(cè)邊欄，右面分別為工具欄、3D 查看區(qū)和狀態(tài)欄。側(cè)邊欄包含搜索、位置和圖層3個面板，其中位置面板可以對地標(biāo)進行保存、組織、管理和訪問。工具欄包含多個按鈕，可以實現(xiàn)添加（位置、多邊形、路徑和圖片）等地標(biāo)、顯示歷史影像、測量距離和面積等功能。3D查看區(qū)可以查看地球及其地形，導(dǎo)航控件可進行縮放、四處查看和移動，俯瞰地圖可獲取地球的其他視角。狀態(tài)欄可顯示查看坐標(biāo)、高度、圖像日期和流式狀態(tài)。

2 GE在環(huán)評工作中的應(yīng)用

2.1 輔助調(diào)查

輔助調(diào)查主要包括利用GE進行項目定位、調(diào)查導(dǎo)航、生成專題地標(biāo)、分析區(qū)位關(guān)系等。

建設(shè)項目環(huán)境調(diào)查是環(huán)境影響評價的基礎(chǔ)工作。通?？上葘㈨椖靠傮w平面圖及其它關(guān)注的對象，制作成項目地標(biāo)文件并導(dǎo)入GE中，從而可以了解項目所處的區(qū)位關(guān)系、地形地貌、河流水系、交通條件，初步分析項目周邊或工程沿線環(huán)境敏感點的分布情況，便于在現(xiàn)場查勘前對調(diào)查路線、對象、點位和內(nèi)容做到心中有數(shù)，提高調(diào)查工作效率和效果。

圖1 某工程平面布置與周邊環(huán)境關(guān)系圖

地標(biāo)文件其實是一種KML格式文件，用于在 GE中顯示地理數(shù)據(jù)。制作項目地標(biāo)文件時，若項目為點、面狀或簡單的線性，可對照平面圖，直接在GE中采用添加地標(biāo)、多邊形、路徑、圖片等方法完成；當(dāng)項目復(fù)雜、內(nèi)容繁多、線長面廣時，若仍采用手工方法進行繪制或調(diào)整，則費力又費時、精確性差，此時可使用GE插件Acad2Kml，將項目總體布置的CAD圖元快速生成為GE識別的地標(biāo)文件，即可導(dǎo)入GE實現(xiàn)無縫銜接，從而大大提高工作效率。

在打開項目地標(biāo)文件的基礎(chǔ)上，充分利用GE提供的經(jīng)緯度和高程數(shù)據(jù)、測量距離與方位等功能，進行項目周邊或工程沿線環(huán)境敏感點調(diào)查，獲取敏感點的坐標(biāo)、與項目的距離和方位關(guān)系等資料。此外，可以將項目所在地的生態(tài)環(huán)境功能區(qū)劃圖、水源地保護區(qū)劃圖、自然保護區(qū)和風(fēng)景旅游區(qū)范圍圖等專題圖件，通過GE中的添加圖像工具，制作成項目相關(guān)的專題地標(biāo)。制作方法是在GE中用Ctrl+Shift+O，出現(xiàn)一個綠線框子，把地圖讀入，用透明度觀察，調(diào)節(jié)大小至主要地標(biāo)重合，比如河流、道路重合，完成地圖疊加的工作。如果專題圖件的水平各向比例一致且有準(zhǔn)確明顯的地理標(biāo)記點能與GE相匹配，亦可通過GE插件Acad2Kml方便迅速地生成專題地標(biāo)。同時打開項目地標(biāo)文件和項目相關(guān)的專題地標(biāo)文件，即可直觀清楚地判斷項目與相關(guān)專題的區(qū)位關(guān)系。

當(dāng)項目復(fù)雜、對地形地貌和交通條件不熟悉，現(xiàn)場查勘可能會多走彎路，甚至游離于項目調(diào)查范圍之外，影響調(diào)查深度和效率。此時，將GPS（全球定位系統(tǒng)）設(shè)備連接到計算機，利用插件（如GooPs）將當(dāng)前GPS的航點和航跡數(shù)據(jù)實時地導(dǎo)入Google地球中，與項目緊密關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)基于GE的定位與導(dǎo)航。該功能也可由移動版的Google地球輕松實現(xiàn)。

以前，現(xiàn)場調(diào)查的照片通常被放在電腦的某個文件夾里通過看圖工具瀏覽。現(xiàn)在，可以使用Picasa軟件直接將調(diào)查照片添加至GE中現(xiàn)場調(diào)查的地點，即把現(xiàn)場調(diào)查照片“釘在地球上”。這樣在GE中瀏覽照片的同時也能輕松獲知照片中各對象的真實地理信息，增強感性認識（見圖1、圖2）。

圖2 某工程平面布置疊加水環(huán)境功能區(qū)劃圖

2.2 成果表達與匯報展示

環(huán)評成果表達一般需要地理位置圖、環(huán)境敏感點分布圖、地形及植被情況圖、環(huán)境污染預(yù)測圖等圖件。若能在這些圖件中疊加具有清晰可見地形地貌地物的GE衛(wèi)星影像圖片，則會為環(huán)評報告增色不少。另外，將GE應(yīng)用于環(huán)評成果匯報演示中可使展示效果更加直觀化、形象化。

最常用的就是用編程方法或者用現(xiàn)成的軟件（如Get Screen等）下載項目周邊或沿線區(qū)域的衛(wèi)星影像。首先，在CAD中打開項目總體平面圖，插入格柵圖像，即拼接后的大圖片，加載圖片后經(jīng)過位置校正、比例縮放，并根據(jù)需要對衛(wèi)星圖片進行旋轉(zhuǎn)、裁切等。把衛(wèi)星圖片作為底圖，在CAD里面加載各種大型構(gòu)造物、控制點、規(guī)劃圖及必要的文字說明等。修飾與完善后打印出來，制成一張清晰、美觀、實用的包含項目概況的總體平面圖。同樣還可以制作以衛(wèi)星影像為背景，帶有相關(guān)信息的環(huán)境敏感點分布圖和環(huán)境污染預(yù)測圖。

為了使匯報演示得直觀、生動、清晰明了，常需要以動畫或三維效果將項目及其環(huán)境影響狀況展示出來。將匯報所需的項目總體布置、環(huán)境敏感點分布和環(huán)境影響預(yù)測結(jié)果（濃度等值線等）內(nèi)容分別制作成相應(yīng)的地標(biāo)文件，匯報時用GE直接打開上述地標(biāo)文件，從不同的角度和視線高度，全方位查看項目及其環(huán)境影響情況。對于線型工程，還可以利用GE的錄制游覽工具，沿著線位錄制空中游覽項目及其環(huán)境影響效果。特別是在山區(qū)，演示效果更好，更能充分發(fā)揮“Google地球”三維地形的功能。有條件的還可以制作項目及周邊環(huán)境的三維模型，進一步增強環(huán)評成果的匯報展示效果[2]。

Google Sketchup軟件不僅可以方便地在GE中邊預(yù)覽效果邊修改完善，更重要的是，在建立模型時，還可以借助常用的建模工具（如CAD、3Dmax）等，完成后通過3ds格式將模型導(dǎo)入Google Sketchup中，也可以直接把CAD圖形導(dǎo)入Google Sketchup中，并在此基礎(chǔ)上建模。用Google Sketchup制作模型的主要原因是它不僅可以和GE中當(dāng)?shù)匦l(wèi)星圖片和實際地形地貌精確地結(jié)合以方便匯報演示，而且還可以把經(jīng)常遇到的橋型和立交模型事先制作成模版，以備不時之需，稍作修改即可使用。

2.3 基于Google地球的環(huán)境評價系統(tǒng)開發(fā)

現(xiàn)有的通用環(huán)境評價軟件系統(tǒng)，大多在使用過程中只能看到被評價區(qū)域的地理位置信息以及單調(diào)的數(shù)字地圖和表格，不能將該區(qū)域置身于自然和社會環(huán)境中，全局性差；無法提供被評價區(qū)域相對實時的實拍影像資料，直觀性不強、不能反映被評價區(qū)域的植被、土地利用等自然、社會環(huán)境的變化。鑒于此，開發(fā)基于Google地球的環(huán)境評價系統(tǒng)，充分發(fā)揮Google地球的操作界面簡潔、地理信息數(shù)據(jù)豐富、地貌影像直觀性強和開發(fā)接口開放等諸多優(yōu)勢，有助于提高效率、促進環(huán)境評價及相關(guān)的管理工作[3]。

GE提供API（應(yīng)用程序編程接口）和KML，便于用戶開發(fā)。GE API包含的所有接口都是免費支持用戶開發(fā)的，用戶可以利用VB、VC#、VC++等可視化編程語言，通過這些接口，基于“Google地球”進行二次開發(fā)。結(jié)合數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的存儲、分析和處理的功能，設(shè)計環(huán)境影響評價系統(tǒng)，包括地圖瀏覽、數(shù)據(jù)分析、信息查詢等功能模塊。

地圖瀏覽模塊，由基于開發(fā)語言調(diào)用的GE軟件主顯示窗口承擔(dān)，主要包括對地圖的基本操作，如對地圖的縮放、旋轉(zhuǎn)、平移、視域調(diào)整、視角轉(zhuǎn)換等。信息查詢模塊，實現(xiàn)系統(tǒng)用戶對本地集成數(shù)據(jù)的査詢、定位及顯示的功能，還支持用戶對地圖中每一處環(huán)境敏感點的區(qū)位信息、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、環(huán)境影響評價結(jié)果等進行查詢。數(shù)據(jù)分析模塊，包括數(shù)據(jù)的坐標(biāo)及文件格式的轉(zhuǎn)換功能，如將CAD軟件支持的線路圖文件向GE軟件支持的KML文件轉(zhuǎn)換的功能，及將本地坐標(biāo)系向WGS84坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的功能；還包含對環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的錄入與存儲，以及對數(shù)據(jù)進行歸一化處理、權(quán)重計算與環(huán)境影響評價等功能。

另外，基于Google地球的環(huán)境評價系統(tǒng)，可以充分利用不同時期的歷史影像數(shù)據(jù)來判斷待評價區(qū)域所處的自然、社會等的變化情況，再結(jié)合環(huán)評指標(biāo)體系預(yù)測環(huán)境變化趨勢，有針對性地提出預(yù)防或者減輕不良環(huán)境影響的對策和措施。

環(huán)境評價系統(tǒng)運用Google地球的地圖瀏覽功能，經(jīng)過二次開發(fā)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理功能，可實現(xiàn)環(huán)境影響評價結(jié)果的直觀化、信息可視化，更便于存儲、查詢及實時更新。

2.4 注意事項

（1）由于坐標(biāo)系等原因，Google地球中標(biāo)注的部分地名，與實際位置略有偏差（標(biāo)注往東南方向偏離0.5 km左右），在村莊密集區(qū)域尤其應(yīng)注意甄別。亦可從網(wǎng)絡(luò)下載“中國各省行政名稱”的kmz文件予以更正。

（2）GE采用目錄樹的方式管理地標(biāo)文件（夾），默認有“我的位置”“臨時位置”2個根目錄，在一個目錄下允許存在多個完全相同的地標(biāo)文件，添加地標(biāo)文件（夾）的默認路徑為當(dāng)前位置所處的目錄下面。因此，添加地標(biāo)文件時應(yīng)注意當(dāng)前位置是處在哪個目錄，并通過對地標(biāo)文件的命名予以區(qū)分。當(dāng)?shù)貥?biāo)文件較多時，應(yīng)加強對地標(biāo)文件（夾）的分類管理，否則查找添加的地標(biāo)文件（夾）時費時費力。

3 結(jié) 語

在環(huán)境影響評價中，借助GE提供的常用工具和豐富真實的地理信息，用戶可在查勘前對調(diào)查對象、點位和內(nèi)容做到心中有數(shù)，提高調(diào)查工作效率和效果。通過GE進行環(huán)境影響評價結(jié)果匯報演示，可以帶領(lǐng)聽眾親臨現(xiàn)場并目睹實況，增強展示效果。基于GE提供的KML和編程接口，用戶可開發(fā)環(huán)境影響評價系統(tǒng)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、信息查詢和更新等功能。綜上所述，GE在環(huán)境影響評價工作的全過程中具有很大的應(yīng)用價值。

[1] 王強，郭進田，王寶慶.基于Google Earth實時交通控制系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].西安文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2008，11(4)：86 - 88.

[2]錢李進.基于Google Earth三維動畫在道路工程中應(yīng)用研究[EB/OL].北京：中國科技論文在線[2010 - 10 - 21]. http：//www.paper.edu.cn/releasepaper/content/201010 - 391.

[3] 儲誠誠.基于Google Earth的高速公路施工期環(huán)境影響評價系統(tǒng)研究[D].長沙：中南大學(xué)，2013.

（責(zé)任編輯 郎忘憂）

X820.3

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1008 - 701X(2017)03 - 0028 - 03

10.13641/j.cnki.33 - 1162/tv.2017.03.008

2016-03-25

宋立旺(1975 - )，男，高級工程師，碩士，主要從事水土保持和環(huán)境保護咨詢評估工作。

E - mail：55329481@qq.com.cn