彭振 涂曉方

摘 要：隨著科技進(jìn)步與智能手機(jī)的普及，以奧維地圖為代表的地圖軟件在野外地質(zhì)調(diào)查工作中得到廣泛應(yīng)用，成為地質(zhì)工作者的常用工具。奧維地圖融合了谷歌衛(wèi)星圖，GPS功能，支持導(dǎo)入多種格式的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了3S技術(shù)融合應(yīng)用，對比常規(guī)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作需要隨身攜帶地質(zhì)圖、地形圖與GPS等多種圖件與設(shè)備，大幅提高了工作效率。主要功能如下：在陌生道路導(dǎo)航方面可以實(shí)現(xiàn)非矢量化的道路上根據(jù)遙感影像進(jìn)行導(dǎo)航;野外地質(zhì)救援方面可以分享自己的實(shí)時(shí)位置及周圍地形地物及行駛軌跡;高程數(shù)據(jù)獲取方面可以實(shí)現(xiàn)獲取任意位置的高程數(shù)據(jù)，導(dǎo)出地形圖的操作;遙感圖的解譯方面主要根據(jù)衛(wèi)星影像分析地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地形地貌及其他地質(zhì)信息;地質(zhì)信息的交互化方面可以將收集的地質(zhì)圖、構(gòu)造圖等平面圖直接套合在谷歌影像上，指導(dǎo)野外調(diào)查，同時(shí)可以在野外調(diào)查記錄數(shù)據(jù)，室內(nèi)直接轉(zhuǎn)換到其他制圖軟件上。

關(guān)鍵詞：奧維地圖;地質(zhì)調(diào)查;地形圖;3S技術(shù)

Abstract： With the development of science and technology and the popularization of smart phones， the mapping software represented by OvitalMap has been widely used in the field geological survey and become a common tool for geologists. OvitalMap integrates the satellite map of Google and the GPS function， supports the import of geological information data in various formats， and realizes the application of 3S integrated technology. Compared with conventional regional geological survey work， it is necessary to carry geological map， topographic map， GPS and other maps and equipment， which greatly improves the working efficiency. The main functions are as follows： in the navigation of unfamiliar roads， navigation can be realized according to remote sensing images on non-vectorization roads; during the field geological rescuing process it can share its real-time location and surrounding terrain features and driving track; in the aspect of elevation data acquisition， the operation of obtaining elevation data at any location and exporting topographic map can be realized; the interpretation of remote sensing map is mainly based on the analysis of geological structure， lithology， topography and other geological information; in terms of interactive geological information， geological maps and tectonic maps can be directly integrated into Google images to guide field survey. Meanwhile， data can be recorded in field survey and directly transferred to other mapping software indoors.

Keywords： OvitalMap; Geological survey; Topographic map; 3S technology

0 前言

地質(zhì)工作是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，需要在野外做大量的基礎(chǔ)調(diào)查工作。如果能把室內(nèi)整理的資料精確的應(yīng)用到野外實(shí)際工作中，將會大大提高工作的效率及精確性。奧維地圖的應(yīng)用使此得以實(shí)現(xiàn)。它集成了Google地圖、Google衛(wèi)星圖、Bing衛(wèi)星圖、等高線地圖、百度地圖、位置分享、軌跡記錄、指南針、全球地圖離線下載與語音導(dǎo)航等功能，分為手機(jī)版和電腦版（百度百科，2020）。奧維地圖通過DXF文件導(dǎo)入功能實(shí)現(xiàn)了各種數(shù)據(jù)的室內(nèi)室外交互化處理。電腦版奧維地圖主要用于野外地質(zhì)工作前的規(guī)劃，手機(jī)版奧維地圖用于野外采集數(shù)據(jù)。奧維的交互化實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)各種地理地質(zhì)信息在手機(jī)端查看與編輯功能;手機(jī)的GPS定位模塊實(shí)現(xiàn)了野外的定位功能;谷歌衛(wèi)星影像的加入融合了遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了3S技術(shù)（百度百科，2019）（遙感Remote Sensing、地理信息系統(tǒng)Geographic Information System 和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)Global Navigation Satellite System）的融合應(yīng)用。

1 陌生道路規(guī)劃導(dǎo)航

野外地質(zhì)工作經(jīng)常要去很多陌生的地方，由于道路的生疏，很容易走錯(cuò)路。奧維地圖具備導(dǎo)航功能，特別是融合了多家地圖廠商的衛(wèi)星圖及矢量圖數(shù)據(jù)，提供更為豐富的地圖資源同時(shí)提供高精度定位服務(wù)，因定位模塊是基于GPS、Wi-Fi、基站的綜合定位服務(wù)，有定位精度高、覆蓋率廣、網(wǎng)絡(luò)請求流量小、定位速度快等優(yōu)勢，在植被覆蓋一般的區(qū)域都可以確定自己實(shí)時(shí)位置，在不要求獲取精確高程的情況（與手持GPS高程有2～20m高差），可以替代手持GPS使用，在應(yīng)用界面經(jīng)過參數(shù)設(shè)置還可以顯示當(dāng)前的經(jīng)緯度、平面直角坐標(biāo)、高程及方位（圖1）。傳統(tǒng)導(dǎo)航主要依賴已經(jīng)繪制好的矢量化地圖，對地質(zhì)人在野外工作導(dǎo)航支持不夠，奧維地圖中使用的谷歌地球影像，可以解決其中很大的問題。通過野外實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)得知，很多在原來矢量地圖沒有顯示的道路一般是白色的線條狀影像（圖2），只要對這些線條加以野外驗(yàn)證即可以使用，在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，對提前規(guī)劃道路起到事半功倍的良好效果。

2 野外地質(zhì)救援位置分享

因?yàn)橐巴獾刭|(zhì)工作的需要，調(diào)查人員經(jīng)常到一些荒無人煙的無人區(qū)。這些區(qū)域可能環(huán)境惡劣，調(diào)查過程中難免遇到車輛拋錨，人員受傷等危及情況，此時(shí)一個(gè)準(zhǔn)確的位置傳達(dá)能夠給極大縮短救援人員的時(shí)間，但因位置沒有準(zhǔn)確標(biāo)志性的地物，轉(zhuǎn)述位置信息不夠準(zhǔn)確，只能通過GPS傳達(dá)一個(gè)地理坐標(biāo)。奧維地圖因融合了定位及谷歌影像，不僅就有了地物標(biāo)志，還提供了坐標(biāo)。調(diào)查人員可以將自己實(shí)時(shí)位置及行駛軌跡截圖發(fā)給救援人員，再附加周圍村莊的名稱，或者利用其自帶的位置分享功能告知他人，使救援人員能夠迅速找到受困人的位置，并能提前規(guī)劃救援線路。此方法在筆者山西平魯區(qū)地災(zāi)調(diào)查中多次應(yīng)用，效果良好。

3 高程疊加與數(shù)據(jù)服務(wù)

常規(guī)野外地質(zhì)工作都要攜帶紙質(zhì)版的地形圖，如果進(jìn)行區(qū)域的地質(zhì)調(diào)查工作，因跨域多個(gè)圖幅，每次都要在多張地圖中查找、定位，觀察地形，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。有了奧維地圖中的高程疊加功能，可以省去紙質(zhì)地形圖的麻煩，高程地形結(jié)合谷歌衛(wèi)星圖使得地形地物辨識更加直觀立體，給野外地質(zhì)調(diào)查提供極大便利（圖3）。據(jù)奧維地圖客服了解知，系統(tǒng)提供的地形圖精度為±30m，對于區(qū)域的一般調(diào)查性工作，精度基本滿足要求。對于難于收集地形圖的圖區(qū)域，還支持導(dǎo)出地形圖作為底圖使用，導(dǎo)出過程需要提前設(shè)置好的參數(shù)，因其地形數(shù)據(jù)精度低，在一些小的溝溝坎坎區(qū)域地形數(shù)據(jù)偏差大，地形線棱角明顯，不夠圓滑，需要后期處理。奧維地圖還支持直接切換到openCycle等高線地圖，直接查看只有等高線的地圖（圖4）。

4 遙感解譯在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用

奧維地圖支持畫點(diǎn)、畫線、畫多邊形等多種標(biāo)記功能。根據(jù)奧維地圖中的衛(wèi)星地圖，其精度在 20 級層面的分辨率為 0.27 m（馬曉宇等，2019），可用于遙感解譯工作，圈定的點(diǎn)線面可以直接另存為kml、gpx、dxf、txt、plt、shp等格式的數(shù)據(jù)，拷貝到手機(jī)版的奧維地圖上，可在野外實(shí)際調(diào)查中結(jié)合GPS功能運(yùn)用室內(nèi)解譯的遙感信息。例如在山西平魯區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中，首先在室內(nèi)根據(jù)塌陷坑的影像特征圈定塌陷坑的范圍并用線表示，然后把解譯數(shù)據(jù)導(dǎo)入手機(jī)奧維地圖（圖5）（山西省第三地質(zhì)工程勘察院，2015）。在野外地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場情況去驗(yàn)證室內(nèi)圈定邊界是否為塌陷坑的真實(shí)邊界，因塌陷坑的范圍巨大，這樣就降低了野外調(diào)查塌陷邊界的盲目性，有效提高了工作效率。

5 內(nèi)外業(yè)交互處理在土地后備資源調(diào)查中的應(yīng)用

奧維地圖在土地后備資源調(diào)查應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，第一步各種數(shù)據(jù)交互處理;第二野外調(diào)查數(shù)據(jù)獲取據(jù)。

5.1 各種數(shù)據(jù)交互處理

數(shù)據(jù)交互處理主要指各種平面數(shù)據(jù)及遙感數(shù)據(jù)套合轉(zhuǎn)換。土地后備資源調(diào)查的數(shù)據(jù)，一般來自土地利用現(xiàn)狀圖、坡度分區(qū)圖等，其坐標(biāo)系為投影平面直角坐標(biāo)系，橢球參數(shù)為北京54橢球體，或者西安80橢球體。奧維地圖存在谷歌地球遙感數(shù)據(jù)，其坐標(biāo)類型為地理坐標(biāo)系，橢球參數(shù)為WGS84橢球體。兩種坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)要實(shí)現(xiàn)疊加轉(zhuǎn)換需通過校正參數(shù)，參數(shù)的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到平面圖地質(zhì)信息與奧維地圖的套合的精確程度。

求取參數(shù)分3步（陳孝明，2017）。第一步尋找區(qū)內(nèi)的公共點(diǎn)，根據(jù)搜集或測量獲得區(qū)內(nèi)3個(gè)包含經(jīng)緯度數(shù)據(jù)和對應(yīng)的平面直角坐標(biāo)數(shù)據(jù)的公共點(diǎn)。第二步根據(jù)公共點(diǎn)運(yùn)用相關(guān)軟件如“coord”求取校正三參數(shù)或者七參數(shù)。第三步在奧維地圖系統(tǒng)設(shè)置中選擇橫軸摩卡托坐標(biāo)系，轉(zhuǎn)換的坐標(biāo)類型，輸入當(dāng)?shù)氐闹醒虢?jīng)線，驗(yàn)算的參數(shù)（圖6）。

在奧維地圖中設(shè)置相應(yīng)參數(shù)后，通過“導(dǎo)入對象”功能可將平面數(shù)據(jù)導(dǎo)入奧維地圖中。在土地后備資源調(diào)查中應(yīng)用為將土地利用現(xiàn)狀圖中地類圖斑信息導(dǎo)入奧維地圖中，結(jié)合遙感影像篩選可做土地整治的圖斑（圖7）。

在奧維地圖中設(shè)置相應(yīng)參數(shù)后，通過奧維地圖的“導(dǎo)出對象”功能可將奧維中圈定的點(diǎn)線面數(shù)據(jù)導(dǎo)出成各種平面數(shù)據(jù)，格式的一般選擇dxf、shp。具體應(yīng)用為經(jīng)遙感解譯圈定的未利用地后備資源導(dǎo)出成平面數(shù)據(jù)，匯總形成圖件。

5.2 野外調(diào)查數(shù)據(jù)采集

土地后備資源野外調(diào)查工作內(nèi)容為主要查看根據(jù)地勢的起伏及土壤植被覆蓋情況篩查后備資源。調(diào)查人員首先根據(jù)室內(nèi)圈定的圖斑范圍導(dǎo)航到指定地點(diǎn)，點(diǎn)數(shù)據(jù)可通過奧維地圖中“添加標(biāo)簽”的功能，在名稱中輸入點(diǎn)號，在備注中通過“訊飛語音”快速輸入需要記錄的地形、坡度、植被等信息，然后添加到收藏夾（圖8）。線性邊界數(shù)據(jù)記錄一般要求站在區(qū)域高點(diǎn)俯瞰，結(jié)合現(xiàn)場地形地物及在奧維地圖中的遙感影像，通過“繪制圖形”功能將現(xiàn)場觀察到的土地整治潛力區(qū)繪制在奧維地圖上，然后添加到收藏夾完成線性數(shù)據(jù)的記錄。此外還可通過開啟奧維地圖的航跡功能在土地整治潛力區(qū)邊緣行走的方法記錄圈定范圍?；氐绞覂?nèi)后導(dǎo)出收藏夾中的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)野外調(diào)查數(shù)據(jù)的采集。

6 其他實(shí)用功能

搜索功能可實(shí)現(xiàn)對省級、市級、縣級的行政區(qū)域的圈定工作，如搜索平魯區(qū)，其全境將以深藍(lán)色突出顯示。測量功能可實(shí)現(xiàn)對兩點(diǎn)之間距離及圖形面積的量算，或者直接根據(jù)屬性確定圖形面積。3D模式瀏覽衛(wèi)星圖功能可以實(shí)現(xiàn)高山峽谷的立體化顯示。參數(shù)計(jì)算功能可計(jì)算不同坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，為不同坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化提供依據(jù)。離線地圖下載功能可實(shí)現(xiàn)在沒有信號的地方地形地物的識別。

7 結(jié)論

奧維地圖融合了多種地圖的資源，支持多種文件格式的導(dǎo)入導(dǎo)出功能，結(jié)合手機(jī)的GPS模塊，實(shí)現(xiàn)了遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)的有機(jī)融合。主要在野外地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用有：軟件中的谷歌地球的影像作為地物參考，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航動能，并確定實(shí)時(shí)位置;當(dāng)在陌生地區(qū)遭遇車輛拋錨等緊急情況下，可通過截取當(dāng)時(shí)位置影像及坐標(biāo)分享給救援力量，使其快速準(zhǔn)確到達(dá);在沒有高程數(shù)據(jù)的初步野外調(diào)查階段，可以利用奧維地圖自帶的多種高程數(shù)據(jù)作為參考，并能轉(zhuǎn)換成矢量作為調(diào)查底圖;利用軟件中谷歌地球影像可識別具有較大規(guī)模的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，如地裂縫，圈定其范圍導(dǎo)出后作為野外參考底圖使用，提高野外調(diào)查效率;在土地后備資源調(diào)查中應(yīng)用校正三參數(shù)可將室內(nèi)各種矢量數(shù)據(jù)與谷歌地球的影像數(shù)據(jù)精確套合，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)交互處理;在野外調(diào)查中可以在奧維地圖中畫線，標(biāo)注點(diǎn)并描述實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)據(jù)采集的電子化。奧維地圖的應(yīng)用給野外地質(zhì)調(diào)查工作帶來巨大便利，應(yīng)用前景廣闊。

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