郭樟清

(福建省永泰县林业局，福建 永泰 350700)

近年来，随着国家各项公共基础设施、公共事业和民生项目建设迅速发展，建设项目使用林地森林资源调查和现场查验已成为林业调查规划设计的一项重要工作，然而如何在现场准确界定建设项目的红线范围、各个小班地块的位置却较困难，传统上依靠地形图判读不仅需要丰富的经验，而且费时费力，准确度也不高。在建设项目使用林地森林资源调查中的外业调查都是在野外进行，山高路陡，植被茂密，人迹罕至，而且大多没有路，外业调查十分艰苦，全貌观察十分困难且难以做到，导致小班地块地类区划与勾绘工作量大且精度不高。

“3S”技术是遥感信息技术(RS)、地理信息系统(GIS)和全球卫星定位系统(GPS)的简称。近年来，“3S”技术发展迅速，在林业工作中应用越来越广泛，成为动态掌握森林资源状况、进行林业调查规划设计的重要武器[1]。本文尝试利用智能手机基于“3S”平台，通过搭载OruxMaps地图软件，导入高分辨率的卫星影像图及校准的林业地理信息图，叠加ArcGIS中处理导出的KML文件，利用OruxMaps的GPS功能，实现智能手机对建设项目使用林地调查准确的定位，结合高分辨率的卫星影像图及校准的林业地理信息图，准确高效地完成小班地类界线的调绘[2]。

1 “3S”技术准备

1.1 智能手机

智能手机是指像个人电脑一样，具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序不断对手机的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络实现无线网络接入的这类手机的总称。在科技高速发展的今天，智能手机已成为人人拥有的智能设备，且机不离身，使用十分便捷。

1.2 OruxMaps地图导航软件

OruxMaps地图是安装在智能手机Android系统上的一款优秀户外导航地图软件，可以利用智能手机GPS功能准确定位空间位置，记录航点经纬度坐标、航迹，特别是在使用离线地图、KML、KMZ、GPX文件方面有着优异的表现。网上免费下载OruxMaps_downyi.apk(版本7.1.4 Donate)到智能手机，安装在智能手机上。

1.3 遥感数据准备——获取高分辨率的卫星影像图

遥感是指在不与目标物直接相接触的情况下获取目标及其环境信息，并对目标性质进行测定、测量、分析的技术。即：从不同高度的平台使用传撼器接收地面物体的电磁波信息，再将这些信息传输到地面并加以处理，从而达到对地物的识别与监测[3]。20世纪70年代后期，航天遥感技术开始引入林业，今天可以在谷歌地球上浏览到高清卫星地图，但不能直接下载到可供OruxMaps使用的离线卫星地图，OruxMaps支持的地图格式有使用OruxMaps Desktop工具制作生成的OruxMaps离线地图(单层地图，地图文件夹包含2个类型的文件：地图名.Otrk2.xml、OruxMapsImages.db地图数据文件)；还有通过在线方式创建的.mbtiles、.rmap、.map等格式的多层地图，从版权保护与技术水平角度考虑，建议选择从互联网提供地图服务的公司订制购买所需行政区域的OruxMaps多层离线卫星地图。笔者订制购买了福建省福州市永泰县行政区域的OruxMaps10-18层离线卫星地图，复制到OruxMaps安装目录下的mapfiles文件夹。使用时打开手机的OruxMaps，点击菜单栏的“切换地图”图标，选择“切换地图”—“offline”，再选择“永泰县.mbtiles”，即可显示永泰县区域内的无偏移高分辨率、高精度的卫星影像图。

1.4 制作可供 OruxMaps使用的林业地理信息图

OruxMaps软件不能直接导入使用带地理坐标的栅格数据，OruxMaps软件本身提供了专门的工具OruxMaps Desktop用于制作生成可供 OruxMaps使用的离线地图，该工具需要使用GlobalMapper软件输出的同名“.tif”文件和“.jpg”文件进行制作。OruxMaps离线地图制作过程如下：在ArcGIS软件的ArcMap组件中打开林业地理信息图文档，林业地理信息图包含无缝拼接的多张分幅地形图，还整合了林业基本小班界、林班界、村界、乡界、县界、县乡村行政区位置、小班代码等多个图层的复合元素，设置好各图层符号，在布局视图中设置好所需地图页面大小，地图比例尺设为1∶10000，以永泰县南城区为例，导出位图“永泰县南城区.png”文件。再运用GlobalMapper软件，选择投影坐标系为Geographic[latitdre/longitude]/WGS84/arcdegrees进行地图校准，分别输出同名的“永泰县南城区.tif”文件和“永泰县南城区.jpg”文件。之后使用OruxMapsDesktop工具制作生成OruxMaps离线地图文件夹“永泰县南城区”(地图文件夹包含2个类型的文件：永泰县南城区.Otrk2.xml、OruxMapsImages.db地图数据文件)，复制到OruxMaps安装目录下的mapfiles文件夹。使用时打开手机的OruxMaps，点击菜单栏的“切换地图”图标，选择“切换地图”—“offline”，再选择“永泰县南城区”，即可显示永泰县南城区的林业地理信息图。

2 项目使用林地调查应用

2.1 项目使用林地数据处理

1)打开AutoCAD软件，将国土局测绘部门提供的项目规划条件附图调入，以永泰县城峰镇汤洋村小汤山E5-1地块储备项目规划设计条件附图为例(以下简称“小汤山地块”)，选择项目规划红线，并复制；在AutoCAD中新建“小汤山地块”文档，选择“粘贴到原坐标”并保存。

2)在ArcGIS的ArcMap中打开林业地理信息图文档，选择“添加数据”，将“小汤山地块.dwg”文档加入，选择“小汤山地块.dwgpolygon”图层，右击“数据”—“导出数据”，导出“小汤山地块.shp”图层。

3)在ArcGIS的ArcMap中，选择“地理处理”—“裁剪”，“输入要素：永泰县2016年小班”，“裁剪要素：小汤山地块.shp”，“输出要素类：E：林地小汤山小汤山地块小班.shp”。在导出的“小汤山地块小班.shp”图层右击，选择“打开属性表”，添加“面积”字段，计算各小班地块面积，然后连接永泰县2016年小班一览表，导出项目使用林地因子调查表，采用Excel软件编辑排版。

4) OruxMaps软件不能直接识别矢量数据，必须将矢量数据转换成KML文件，因此在ArcGIS的ArcMap中，选择“ArcToolbox”—“转换工具”—“转为KML”—“图层转KML”，“图层：小汤山地块小班.shp”，“输出文件：E：林地小汤山小汤山地块小班KML.kmz”。注意图层的投影坐标系必须是2000国家大地坐标系，导出的KML文件才能与地图坐标一致。

5)将“小汤山地块小班KML.kmz”复制到智能手机的OruxMaps安装目录下的“overlay”文件夹中。使用时打开手机的OruxMaps，点击菜单栏的“切换地图”图标，选择“overlay options”—“加载KML”，再选择“小汤山地块小班KML.kmz”，即可显示小汤山地块小班红线。

2.2 项目使用林地森林资源现场调查

2.2.1 现场调查前准备

1)外业调查表采用Excel软件编辑排版“建设项目使用林地因子调查表”(表1)；在ArcMap中打开林业地理信息图文档，选择“添加数据”，将“小汤山地块.shp”、“小汤山地块小班.shp”加入，并进行必要的符号设置后，打印“小汤山地块项目使用林地现状图”(图1)作为外业调查图。

表1 建设项目使用林地因子调查(“二类”小班数据)

图1 小汤山地块项目使用林地现状图(“二类”小班数据)

2)打开智能手机的OruxMaps，点击菜单栏的“切换地图”图标，选择“切换地图”—“offline”，再选择“永泰县.mbtiles”或“永泰县南城区”，即可显示永泰县区域的高分辨率的卫星影像图或永泰县南城区的林业地理信息图；点击菜单栏的“切换地图”图标，选择“overlay options”—“加载KML”，再选择“小汤山地块小班KML.kmz”，即可显示“小汤山地块”小班红线(图2、图3)。

3)根据智能手机的OruxMaps中加载了项目红线KML的高分辨率卫星影像图，可以大致了解项目区森林资源现状并规划调查路线，对各小班地块有明显地类区别的进行内业调绘，然后到现场有针对性的调查。以地块序号1小班周边有明显地类区别的进行了内业调绘为例，分别见图4、图5。

2.2.2 现场调查

1)打开智能手机的OruxMaps，切换显示永泰县区域的高分辨率卫星影像图和“小汤山地块”小班红线；根据卫星影像图上的“小汤山地块”位置，可导航至小汤山地块。

2)打开OruxMaps的GPS，地图上小箭头显示位置即是调查者所处的实地位置。以调查者进入“小汤山地块”序号1小班时为例，根据OruxMaps地图上小箭头显示位置可以判断调查者已进入“小汤山地块”序号1小班以及此时所处的方位(图6、图7)。

3)当分别进入“小汤山地块”补充区划林地小班及边界进行调查时，根据OruxMaps地图上小箭头显示位置，可以随时查看调查者所处的地图位置。

4)在调查建设项目区域内古树名木及珍稀保护植物时，可以使用OruxMaps记录航点功能在地图上标示古树名木及珍稀保护植物分布点位置，这样可以方便制作“建设项目区域内古树名木及珍稀保护植物分布点位置图”。

5)对处于建设项目红线边界的古树名木及珍稀保护植物进行调查时，根据OruxMaps地图上小箭头显示位置与地图上项目红线相对位置，可以准确判断该株树木是否落在界内，这个功能十分实用而且准确高效。

图2 “小汤山地块”小班-卫星影像图图3 “小汤山地块”小班-林业地理信息图图4 “小汤山地块”小班内业调绘-卫星影像图图5 “小汤山地块”小班内业调绘-林业地理信息图图6 调查者在“小汤山地块”序号1小班-卫星影像图图7 调查者在“小汤山地块”序号1小班-林业地理信息图

3 项目使用林地调查成果

3.1 项目使用林地数据处理

根据“小汤山地块”项目使用林地森林资源现场调查，结合高分辨率卫星影像图，对小班地块有明显地类区别的进行内业调绘，将原80-801小班地类同1-13小班一致的部分判断为原小班区划错误，将这部分非林地补充区划成林地并划入相邻的1-13小班，图纸绘制及小班面积计算采用ArcGIS软件完成，表格数据采用Execl软件统计汇总。

3.2 项目使用林地调查成果

建设项目使用林地因子调查见表2，“小汤山地块”项目使用林地现状图见图8。

表2 建设项目使用林地因子调查结果

图8 “小汤山地块”项目 使用林地现状图

4 结论

通过多年来数十起的建设项目使用林地森林资源调查实践，可以总结出智能手机搭载OruxMaps地图软件，导入高分辨率的卫星影像图及校准的林业地理信息图，叠加ArcGIS中处理导出的KML文件，利用OruxMaps的GPS功能，可以实现在现场准确界定项目的红线边界，并准确定位所处小班地块的位置，解决了地形图判读困难和精度不高的问题。在建设项目使用林地森林资源外业调查工作量巨大，全貌观察十分困难且难以做到，导致小班地块地类区划与勾绘工作量大而且精度不高，使用智能手机OruxMaps地图软件，在现场调查中结合高分辨率的卫星影像图及校准的林业地理信息图，可以准确高效地完成小班地类界线的调绘，轻松应对艰苦的野外调查。因此基于“3S”技术智能手机在项目使用林地调查中的应用前景十分广泛，基本可以替代手持GPS功能，调查中无需额外购置和另行携带设备，不仅节省了费用，也减轻了行动时装备重量。