Google Earth 对于控制网的辅助设计

【摘要】 谷歌地球(google earth)是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件，它把卫星照片、航空影像和GIS组合在一个虚拟地球的三维模型上。结合该软件能够提供卫星图片及坐标，作者根据所学知识，通过研究，参考文献，发现它也可以引入测绘领域，对我们测绘也会有很大的帮助。结合他人的文献，本文对Google Earth在我们测绘领域的应用做了探索性研究。

【关键词】 Google Earth； 控制网； 坐标； 测绘。

中图分类号：P2文献标识码： A

1引言

进行控制测量前，要先查找已有的大比例尺地形图，根据搜集到的地形图进行控制点点位的初步选择，然后实地踏勘定点。现阶段我国的城市建设步伐很快，而地形图的更新速度相对较慢．搜集到的地形图往往是几年甚至是十几年前的资料，对于我们选点工作有一定的限制性。另外，地形图表示的只是地物的平面位置，直观性不强，不利于我们对实际地貌、地物进行分析判断。Google Earth 提供的影像具有很好的直观性，如果将其应用于控制点的选择，则恰好能够弥补地形图的这些不足，有利于测绘工作者直观、便捷的进行控制点选择。

2 Google Earth的卫星图片对控制网的布设的作用

2.1实现测量控制点可视化管理与标注

在各种测量工作中，常常需要根据已知测量控制点的坐标，到现场去寻找该点的实际位置。寻找控制点的常用方法，一是先找到这些控制点的点之记，按照点之记的描述去找点；另一种方法是利用手持GPS的导航功能找点。第一种方法的优点是投资少，但不直观，而且并不是每个点都有点之记；第二种方法是使用方便，找点的精度在10米左右，但找点之前对控制点周围的情况无从知晓，而且要投资数千元买手持GPS。而利用Google Earth进行测量控制点的可视化标记，投资少，可以从卫星图片上清楚了解测区内控制点的分布情况，使得找点之前对所寻找点位做到心中有数，大大加快了找点的速度。

Google Earth提供的图片分辨率在高清区域可以达到0.6～1米，如果将测量控制点制作成地标，那么可以在Google Earth直观了解整个测区内控制点的分布情况，由于卫星影像的分辨率高，可在Google Earth上清楚地看到某点的具体方位，比如位于哪个交又路口，所以对于实地找点极为有用。在Google Earth上，可以直接用手工标注的方法将单个控制点地标依次导入G E。这种方法简单易学，缺点是效率低，只适合用于在控制点比较少的场合在控制点很多的情况下，采用手工单个标注的方法比较麻烦。为了克服单个标注的缺点，可以用VC++开发相关的程序，实现把测量控制点地标批量导人G E中，使标注的效率大大提高。

由于Google Earth里的地标文件是kml格式的，因此只要将控制点的信息转化成kml格式的，就可以导入G E软件。利用VC++的输入输出函数和循环函数等可以批量生成控制点的地标文件。导入G E有两种方法：

1)将控制点地标文件另存为．kml格式，然后在G E的File菜单中的Open子菜单中打开；

2)将控制点的地标文件直接复制，然后粘贴在G E Sidebar中的Places面板中。

优点：

1)与根据传统的点之记找点的方法相比，在G E上进行测量控制点的标注更直观，根据G E上的地标可以快速准确地寻找到控制点。

2)与手工单个标注控制点的方法相比，批量标注控制点的方法效率更高。采用VC++编程的方法，通过程序批量自动生成地标文件，更适合用于对整个测区控制点的标注和管理。

控制点很多，但是很零散，通过这种方式让控制点能够统一的被管理起来，这样为我们的应用有了很大的帮助，如果我们要用那些控制点，只需要输入就可以知道它所在位置，不用再花大力气找，为测量节省大量时间。

3 Google Earth 提供坐标的功能对控制网的辅助作用

Google Earth能够为我们提供WGS-84坐标下的经纬度坐标，因此在使用其提供的坐标时需要坐标转换，转换为BJ-54坐标，其转换步骤如下：

(1) 首先将获取的WGS-84(B,L,H)大地坐标转换为WGS-84下的空间直角坐标(X,Y,Z);

(2) 利用公共点求转换七参数，进行坐标转换，将其转换为BJ-54坐标系下的空间直角坐标(X,Y,Z)；

(3) 再将空间直角坐标(X,Y,Z)转换为BJ-54坐标系下的大地坐标(B,L,H);

(4) 将BJ-54坐标系下的大地坐标(B,L,H)转换为B．J一54高斯平面直角坐标(x，y)

现在以GPS手持机 + Google Earth联合进行像控点选刺的探索与应用为例说明，其提供坐标对测量的重要性。

航空摄影测量外业像控点选刺的精度和效率直接决定整个项目的进度和最终成果的质量。利用Google Earth地图软件所具备的目标影像坐标提取功能，并结合手持GPS接收机的导航功能来快速确定待刺像控点目标影像的实地位置，大大提高了作业效率。

当前，航空摄影测量外业工作当中的像控点选刺主要是通过测量人员拿着航摄像片与实地进行对照，并按照规范和设计要求，在规定的区域内选择布设像控点并做好标记，然后在航摄像片上相对应的像控点目标影像处，用刺点针刺上小圆孔并做好整饰，为内业绘图工作做准备。由测量人员拿着航摄像片与实地一路进行严格对照后进行像控点的选刺，这种方法作业效率低，人力资源消耗也比较大，并且稍有不慎，就会出现像控点刺错位置的情况发生，从而造成整个项目大面积的返工。

借助于Google Earth卫星地图软件所提供的具有足够精度的目标影像坐标提取功能及手持GPS接收机的导航功能，达到快速确定像控点目标影像实地位置的目的，大大缩短了作业人员沿途判图所花费的时间。

在完成某一区域航空摄影测量工作时，像控点一般是航空像片拍摄前在地面上布设的标志点。但在实际作业当中，像控点往往是在航空像片拍摄完成之后才根据像片在实地选用像片上的明显地物点(如道路交叉点、独立灌木、拐角点等)作为像控点。因此，外业刺点之前，可先室内在航摄像片上确定像控点选刺目标，然后利用Google Earth地图软件所提供的卫星地图，在卫星地图上找到该刺点目标的位置，并利用该软件所具备的目标影像坐标提取功能获得刺点目标的WGS-84坐标。

在Google Earth提供的卫星地图上确定了像控点目标影像的位置之后，鼠标右键单击显示该点属性，在属性对话框里显示出所选点位在WGS一84坐标系下的经纬度坐标，刺点人员即可将所提取的坐标输入到GPS手持机当中，开启手持GPS接收机的导航功能，从而指挥测量人员快速准确找到像控点目标，提高作业效率。

将Google Earth地图软件所具备的目标影像坐标提取功能与手持GPS接收机的导航功能相结合，可以从两个方面来促进航空摄影测量外业刺点技术的进步。

(1) 准确度

Google Earth地图软件提供的目标影像坐标的精度能达到3～5 m，经过校正的GPS手持机也能达到5m以内的精度。因此，利用该方法完全可以避免像控点刺错位置的情况发生，即在某一地区相似地物地貌较多的情况下，造成实地选择的像控点目标与航摄像片上目标影像不对应。

(2) 效率

在目前汽车等交通工具极为发达的情况下，作业人员利用GPS手持机的导航功能，可以非常快速地到达刺点目标所在实地位置，节省了沿途判图所花费的时间和人力。并且，新方法的采用，即使是经验较少的测量人员，也能独自作业，为人力资源的有效利用创造了条件。

坐标对于测量来说很重要，Google Earth 提供的是WGS-84坐标系的大地坐标，但是我们可以通过软件转化成为我们需要的坐标，我们在做设计时，平时需要在图纸上测出面积，量出点的坐标，但是利用Google Earth的卫星图片，就不需要这样去做，直接就可以读出，这就省了我们很多设计的时间。而GPS支持的是WGS-84坐标，从而GPS手持机与Google Earth的结合为我们以后的测量工作有着很大的帮助。

4 总结

Google Earth 能够提供卫星图片，坐标，计算面积，这些功能使它在测绘领域有了很好的应用。本文主要是通过对其功能的研究，并且在G E上进行了控制网的布设，和精度估算，发现其提供的卫星图片对于我们的控制测量有着很大的作用。通过此次的研究，在以后测量的过程中，如果遇到资料匮乏，地形不熟悉的情况，第一个会想到的是Google Earth。通过它，可以提供很大的帮助，控制网的布设，提供控制点的坐标，这些都是测量过程中必不可少的。

参考文献

[1] 项德良,邓毅博.Google Earth 不一般的体验.科技信息 ,2009(19)

[2] 李春生.Google Earth软件在公路测设中的应用.信息技术,2009

[3] 张瑞.Google Earth在道路及规划设计中的应用(硕士学位论文).武汉：华中科技大学, 2007

[4] 韩皓.GOOGLE EARTH在铁路勘测设计前期工作中的应用.