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利用Google Earth 地图制作卫片底图
2019-09-18
为满足工程建设规划对地形资料的需要,能够搜集的地形资料往往具有一定的周期 性,无法及时反映地形地物现状,Google earth 地图提供了一种新的参考方法。通过Google Earth 地 图卫片的获取、转换模型的建立和最终成果的应用,阐述了利用Google Earth 地图制作卫片底图的 整个过程,并通过在实际工程应用中验证了转换模型的准确性和转换精度,为卫片底图制作提供了 一种新的方法。
Serial No. 604 August. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 604期 2019 年 8 月第 8 期 利用 Google Earth 地图制作卫片底图 姚宏岗 河南省有色金属地质矿产局第一地质大队) ( ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 为满足工程建设规划对地形资料的需要,能够搜集的地形资料往往具有一定的周期 性,无法及时反映地形地物现状,Google earth 地图提供了一种新的参考方法。 通过 Google Earth 地 图卫片的获取、转换模型的建立和最终成果的应用,阐述了利用 Google Earth 地图制作卫片底图的 整个过程,并通过在实际工程应用中验证了转换模型的准确性和转换精度,为卫片底图制作提供了 一种新的方法。 关键词ꢀ Google earth 地图ꢀ 坐标转换ꢀ 卫片底图ꢀ 矿产资源规划 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 08. 011 ꢀ ꢀ Google Earth(GE)地球是一款 Google 公司开发 个范围内选择两幅影像,一幅显示坐标格网(图 1), 一幅不显示坐标格网(图 2)。 [ 1] 的虚拟地球仪软件 ,它将卫星照片、航空照相和 GIS 布置在一个地球的三维模型上,使用户能在电 脑上自由浏览地球上的卫星影像,它可以提供相当 [ 2-5] 多区域的高清卫星影像 。 影像区域内可以清楚 地显示道路、村庄和河流等地物地貌,为工程勘察设 计、地质矿产调查、交通等方面提供参考。 如何将 GE 地图与原有的资料结合起来,起到参考作用,是 应用者所面临的问题。 本研究通过详细叙述由 GE 地图制作工程坐标系下工作底图的过程,介绍利用 GE 地图制作卫片底图的方法,并进行实际应用,验 证该方法的有效性。 图 1ꢀ 带坐标格网 Google Earth 地图 1 ꢀ 影像获取 启动 Google Earth 软件,移动至工作区内,选择 需要的地图影像。 本研究采用 Goolge Earth 版本的 软件,进行图像采集。 设置影像显示内容,在工具/ 选项中“显示地形” 前面的框不选,显示纬度/ 经度 选择“度、分、秒”格式;点击视图中的“N”重置北方 向,通过放大/ 缩小功能调整图像的清晰程度。 完成 各项设置后就可以选择图像了,此时选择编辑菜单 下的复制图像功能,在图像处理软件中将复制的图 像进行粘贴,将图像转存需要的格式,如“∗. jpg”或 图 2ꢀ 去除坐标格网 Google Earth 地图 2 ꢀ 工程坐标系下影像制作 由于 Google Earth 地球采用 WGS-84 坐标框架, 为坐标系之间转换提供了理论依据。 根据工程要求 建立工程控制网,通过控制测量解算同一控制点在 WGS-84 坐标系和工程坐标系下的两套坐标成果。 不同坐标系转换的模型有许多种,常用的有布尔莎 模型和莫洛坚斯基模型。 虽然两种模型的表现形式 不一样,但是其转换结果是等价的。 模型转换精度 受控制点精度和控制点分布情况的影响,因此通过 选择精度高、分布合理的控制点,可以提高坐标转换 “ ∗. tiff”格式,这样成功获取了一幅 Google Earth 影 像地图。 本研究采用的图像处理软件为系统自带的 “ 附件/ 图画”软件,转存为“. jpg”格式,并且在同一 ꢀ ꢀ 姚宏岗(1977—),男,高级工程师,450016 河南省郑州市经济技 [ 6-7] 。 术开发区第八大街 166 号。 精度 3 4 ꢀ ꢀ 姚宏岗:利用 Google Earth 地图制作卫片底图ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 8 月第 8 期 由坐标格网影像可以获取交叉点在 WGS-84 坐 系下影像转换至工程坐标系。 完成工程坐标系下卫 片影像底图的制作。 标系下的坐标,同时结合建立的 WGS-84 坐标与工 程坐标系的转换关系,计算各个十字交叉点在工程 坐标系下的坐标。 根据交叉点的影像坐标(交叉点 在图片下显示的数值) 和工程坐标下的坐标,建立 由影像坐标与工程坐标之间的转换关系,完成由影 像坐标到工程坐标的转换。 采用 MapGIS 6. 7 软件,打开“ 图像处理” 菜单 下“图像分析” 命令。 首先将获得的带坐标格网的 jpg 或者 tiff 文件转换为 msi 文件,“文件”菜单下打 开“打开影像”,采用“镶嵌融合”,选择“删所有控制 点”删除影像默认的控制点,选择“添加控制点”,在 影像上选取控制点,同时输入控制点在工程坐标系 下的坐标,点击“确定” 完成控制点添加,以此方法 完成所有控制的输入。 每幅图选取不少于 3 个控制 点,如图 3 所示。 由于图 1 和图 2 位于同一位置,并且影像大小 和显示范围完全一致,所以由图 1 建立的转换关系 同样适应在图 2 的转换中。 利用建立的转换关系, 输入图 2 中影像坐标系坐标,通过转换方程将其转 换至工程坐标系下的坐标,进而将图 2 由影像坐标 图 3ꢀ 控制点选择 2 的首要问题。 林州全市总面积 2 046 km ,境内多 ꢀ ꢀ 采集所有控制点在两套坐标系下的坐标成果, 即:校正的 X 坐标,校正的 Y 坐标,参照点 X 坐标, 参照点 Y 坐标。 采用最小二乘法原理求解不同控 制点参与下模型的转换参数,并通过检查点的精度 统计比较,确定最佳的转换参数,建立影像坐标与工 程坐标的转换方程。 利用建立的转换方程和 Map- GIS 环境下量取图 2 的影像坐标,计算工程坐标系 下的对应点坐标,从而将影像校正至工程坐标系下, 完成影像的转换工作。 山,山地、丘陵占 86% 。 本研究重点规划的矿产资 源分布于辖区四周,区域性分布比较强,其中北部花 岗岩和大理岩比较集中,东部和南部为灰岩区,东南 部为白云岩分布区,西部太行山脉主要分布有石英 砂岩。 根据第三轮矿产资源规划的要求,划定规划 靶区, 共 获 取 83 幅 GE 卫 星 照 片 ( 即 LZ001 ~ 2 LZ083),共约 108 km 。 精度计算表明:σa 和 σb 最大值为 0. 00 3 cm, 4 ꢀ 实际应用 即:σ 为 λcosθ 的方差;σ 为 λsinθ 的方差。 σ 和 a b c 林州市处于河南省北部,地理位置比较优越,矿 σd 的最大值为±2. 826 cm,即两坐标系之间平移量 的方差。 通过对计算参数方差的统计,由影像坐标 系到工程坐标系转换模型符合实际,且转换精度较 高。 产资源比较丰富,开发利用条件较好。 做好矿产资 源规划工作,可为规范资源勘查与开发利用提供依 据和指南。 地形图是矿产资源规划的重要基础资料 之一,地形图的现实性和精度直接确定了规划成果 的质量。 获取最新的详实的地形资料成为需要解决 5ꢀ 结ꢀ 语 提出了利用 GE 地图制作卫片底图的方法,详 3 5
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