陳云生

(黑龍江省黑河市愛輝區(qū)水務(wù)局，黑龍江 黑河 164300)

Google earth和global mapper在確定城郊供水加壓泵站位置的應(yīng)用

陳云生

(黑龍江省黑河市愛輝區(qū)水務(wù)局，黑龍江 黑河 164300)

在農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)中，通過利用Google earth添加地標(biāo)、路徑的功能，以及global mapper繪制等高線地形圖的功能，并將上述位置及參數(shù)布置到工程項(xiàng)目的衛(wèi)星地圖上，直觀地表達(dá)了項(xiàng)目所在區(qū)域的地理信息，為工程科學(xué)決策提供依據(jù)。

Google earth； global mapper； 地標(biāo)； 路徑； 等高線地形圖； 供水加壓泵站

1 背景介紹

隨著城市的增容發(fā)展，城區(qū)與周邊農(nóng)村的界限越來越模糊，城市的發(fā)展帶動周邊農(nóng)村的發(fā)展，隨著經(jīng)濟(jì)的增長，人口的增多，農(nóng)村居民對可求提高生活質(zhì)量的愿望越來越迫切，而落后的基礎(chǔ)設(shè)施限制了農(nóng)村整體的發(fā)展，它們之間的供需矛盾日益突出。另外城市排污設(shè)施對近郊村屯的現(xiàn)有水源造成了污染，損害了周邊農(nóng)村居民的身體健康，并形成集體上訪事件，負(fù)面影響嚴(yán)重。為解決城郊村屯日益突出的飲水安全問題，愛輝區(qū)抓住國家高度重視農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)有利契機(jī)，通過積極爭取項(xiàng)目，于2009年對所屬幸福鄉(xiāng)9個(gè)城郊村屯飲水安全問題進(jìn)行集中解決。

對于距離城區(qū)較近的村屯，通過直接延伸城市管網(wǎng)干線支線與村內(nèi)配水管網(wǎng)直接連接即可解決供水，但是對于距離較遠(yuǎn)，地勢較高的村屯，由于城市供水管網(wǎng)輸出點(diǎn)的壓力不足，不能滿足村內(nèi)的供水要求，甚至不能供水到位，就必須通過建設(shè)供水加壓泵站來解決。建設(shè)供水加壓泵站需要考慮的因素包括以下3方面：①城市供水管網(wǎng)輸出點(diǎn)的自由水頭；②城市供水管網(wǎng)輸出點(diǎn)到加壓泵站之間管線總水頭損失；③城市供水管網(wǎng)輸出點(diǎn)與加壓泵站之間的地面高程之差，以上3點(diǎn)是確定加壓泵站位置的決定因素，另外還需考慮管線布置及加壓泵站建設(shè)地點(diǎn)的占地問題，以及加壓泵站以后的接電問題。特別是加壓泵站建設(shè)占地屬于永久性占地，涉及辦理相關(guān)占地手續(xù)及占地費(fèi)用等事宜，手續(xù)繁瑣費(fèi)用較高，占地已成為建設(shè)加壓泵站需要重點(diǎn)考慮的因素之一。

2 相關(guān)軟件準(zhǔn)備

2.1 Google earth

是一款Google公司開發(fā)的虛擬地球儀軟件，它把衛(wèi)星照片、航空照相和GIS(地理信息系統(tǒng))布置在一個(gè)地球的三維模型上。其使用了公共領(lǐng)域的圖片、受許可的航空照相圖片、KeyHole間諜衛(wèi)星的圖片和很多其他衛(wèi)星所拍攝的城鎮(zhèn)照片[1]。google earth功能強(qiáng)大，在這里主要運(yùn)用的功能有：強(qiáng)大的Google搜索技術(shù)，目的地輸入，直接放大；結(jié)合衛(wèi)星圖片全球地理信息就在眼前；添加地標(biāo)、路徑；測量長度；保存圖片等；文中使用的是Google Earth Plus6.0.1.2032 (beta)版。

2.2 Global mapper

是一款地圖繪制軟件，不僅能夠?qū)?shù)據(jù)顯示為光柵地圖、高程地圖、矢量地圖，還可以對地圖作編輯、轉(zhuǎn)換、打印、記錄GPS及利用數(shù)據(jù)的GIS功能。并可直接訪問USGS(美國地質(zhì)勘探局)衛(wèi)星照片、TerraServer數(shù)據(jù)庫和global mapper內(nèi)部的地形圖及以真實(shí)的3D方式查看高程地圖的功能[2]。在這里主要運(yùn)用global mapper繪制等高線地形圖的功能，使用的是Global mapper v12.01中文版。

3 相關(guān)步驟

3.1 使用google earth在高地營子村的衛(wèi)星地圖上添加城市管網(wǎng)輸出點(diǎn)和村內(nèi)配水管網(wǎng)接入點(diǎn)地標(biāo)，以及添加輸水管線路徑

1)保持電腦網(wǎng)絡(luò)連接，打開“Google地球”，在左邊側(cè)欄的搜索框內(nèi)輸入項(xiàng)目村屯名稱，點(diǎn)擊“搜索”后google earth將自動帶你 “飛”到項(xiàng)目村屯，高地營子村的衛(wèi)星照片將清晰呈現(xiàn)在你的面前。

2)點(diǎn)擊工具欄中的“隱藏側(cè)欄”，使照片最大化顯示，點(diǎn)擊菜單欄中的“視圖”“比例圖例”，將在照片左下腳顯示圖形比例尺，它的作用是以后保存的衛(wèi)星照片無論怎樣縮放都可以計(jì)算出比例尺的大小;分別點(diǎn)擊照片右側(cè)3個(gè)功能鍵，將實(shí)現(xiàn)照片的旋轉(zhuǎn)、移動、放大和縮小。通過以上一系列操作，將村屯布局完整顯示到電腦屏幕上。

3)添加城市管網(wǎng)輸出點(diǎn)和村內(nèi)配水管網(wǎng)接入點(diǎn)地標(biāo)。找到城市管網(wǎng)輸出點(diǎn)位置，點(diǎn)擊工具欄中的“添加地標(biāo)”，移動圖標(biāo)到城市管網(wǎng)輸出點(diǎn)，在“名稱”輸入框內(nèi)輸入“城市管網(wǎng)輸出點(diǎn)”，點(diǎn)擊“確定”，城市管網(wǎng)輸出點(diǎn)地標(biāo)添加成功；同樣方法添加村內(nèi)配水管網(wǎng)接入點(diǎn)地標(biāo)，接入點(diǎn)位置為高地營子村飲水井位置，地標(biāo)名稱為“村內(nèi)配水管網(wǎng)接入點(diǎn)”。

4)添加輸水管線路徑。點(diǎn)擊工具欄中的“顯示標(biāo)尺”，選擇“路徑”，長度單位選擇“米”，從城市管網(wǎng)輸出點(diǎn)起到村內(nèi)配水管網(wǎng)接入點(diǎn)止，用光標(biāo)延擬鋪設(shè)輸水管線位置連續(xù)點(diǎn)擊，輸水管線路徑添加完成，點(diǎn)擊“保存”，在“名稱”輸入框內(nèi)輸入“方案1”，點(diǎn)擊“確定”。同樣方法完成“方案2”和“方案3”輸水管線路徑添加。

3.2 使用global mapper繪制高地營子村—幸福二隊(duì)等高線地形圖

1)數(shù)據(jù)收集。要繪制等高線地形圖必須收集所要繪制地區(qū)的經(jīng)緯度坐標(biāo)和海拔高程坐標(biāo)數(shù)據(jù)，可以從SRTM上下載。SRTM的全稱是Shuttle Radar Topography Mission，即航天飛機(jī)雷達(dá)地形測繪使命，2000年2月11日上午11時(shí)44分，美國“奮進(jìn)”號航天飛機(jī)在佛羅里達(dá)州卡那維拉爾角的航天發(fā)射中心發(fā)射升空，“奮進(jìn)”號上搭載的SRTM系統(tǒng)共計(jì)進(jìn)行了222小時(shí)23分鐘的數(shù)據(jù)采集工作，獲取N60°～E56°，面積超過1.19 億 km2的 9.8萬億字節(jié)的雷達(dá)影像數(shù)據(jù)，覆蓋全球陸地表面的80%以上，該計(jì)劃共耗資3.64億美元，獲取的雷達(dá)影像數(shù)據(jù)經(jīng)過2 a多的處理，制成了數(shù)字地形高程模型，該測量數(shù)據(jù)覆蓋中國全境。這里需要下載的文件是“srtm_62_02.ZIP”，解壓縮后使用的是“srtm_62_02.tif”文件。

2)打開“global mapper”，點(diǎn)擊菜單欄中“文件”“打開數(shù)據(jù)文件”，選擇存放“srtm_62_02.tif”的文件夾，選中“srtm_62_02.tif”后點(diǎn)擊“打開”，將SRTM數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入。

3)點(diǎn)擊菜單欄中“文件”“生成等高線”，出現(xiàn)“等高線產(chǎn)生選項(xiàng)”選框，在“等高線設(shè)置”中，“說明”中輸入“高地營子村”，“等高距”數(shù)據(jù)改成“1”，單位為“meters”，將“僅在指定高度生成等高線”選空，勾選“在最大/最小高度上產(chǎn)生獨(dú)立海拔點(diǎn)”“以小差距值插補(bǔ)空數(shù)據(jù)”“在海拔標(biāo)簽附加單位標(biāo)簽”“平滑等高線/區(qū)域，以改善外觀”；在“等高線邊界”中，選中“全球投影”，輸入所做地形圖范圍的經(jīng)緯度值，這里輸入“北”：50.2452°“南”:50.2236°“西”:127.429°“東”:127.48°，點(diǎn)擊“確定”生成等高線地形圖。

4)點(diǎn)擊菜單欄中“文件”“輸出矢量格式”，在下拉菜單中選擇“KML/KMZ”,點(diǎn)擊“確定”出現(xiàn)“KML/KMZ輸出選項(xiàng)”選框，在“KML/KMZ選項(xiàng)”中勾選“創(chuàng)建壓縮KMZ文件”“使用顯示的標(biāo)簽而不是圖釘點(diǎn)”“顯示線或區(qū)圖元標(biāo)簽”“在谷歌地球中當(dāng)光標(biāo)指向它時(shí)高亮顯示”；在“導(dǎo)出邊界”中，選中“全球投影”，輸入所做地形圖范圍的經(jīng)緯度值，同上，點(diǎn)擊“確定”，選擇保存文件位置，輸入文件名稱，點(diǎn)擊“保存”生成可被google earth打開的KMZ文件。

5)打開KMZ文件，由global mapper繪制等高線地形圖就覆蓋在項(xiàng)目區(qū)的衛(wèi)星照片上，見圖1。同時(shí)我們也可以看到用google earth添加的“城市管網(wǎng)輸出點(diǎn)”和“村內(nèi)配水管網(wǎng)接入點(diǎn)”地標(biāo)以及3種方案輸水管管線的路徑。

圖1 項(xiàng)目區(qū)衛(wèi)星照片

3.3 確定供水加壓泵站位置，并在google earth中添加供水加壓泵站地標(biāo)

3.3.1 計(jì)算城市管網(wǎng)輸出點(diǎn)至村內(nèi)配水管網(wǎng)輸入點(diǎn)管路總水頭損失

該村2004年打深水井1眼，2006年鋪設(shè)自來水管網(wǎng)，因井水鐵錳嚴(yán)重超標(biāo)，且出水量不足，夏季用水高峰季節(jié)有半數(shù)村民用水緊張，屬于水質(zhì)和用水保證率不達(dá)標(biāo)。通過2009年初對該地區(qū)飲水安全現(xiàn)狀調(diào)查，該地區(qū)每年春夏季干旱期間有4—6個(gè)月吃水困難，村民反映強(qiáng)烈，給村民生產(chǎn)生活上帶來了極大的不便，制約了高地營子村的建設(shè)和發(fā)展。

表1 各方案總水頭損失

3.3.2 計(jì)算供水加壓泵站擬建地點(diǎn)最大地面高程

表2 供水加壓泵站擬建地點(diǎn)最大地面高程計(jì)算表

3.3.3 在google earth中添加供水加壓泵站地標(biāo)。

為檢驗(yàn)global mapper所做地形圖精度，實(shí)際工作中對城市管網(wǎng)輸出點(diǎn)和高地營子村地勢最低點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)儀測量，測量結(jié)果兩點(diǎn)高差為11.536 m；從global mapper所做地形圖量得兩點(diǎn)高差為12 m，誤差為0.464 m。由于用global mapper所做地形圖量得兩點(diǎn)高差結(jié)果大于水準(zhǔn)儀測量結(jié)果，所以用global mapper所做地形圖提供數(shù)據(jù)確定的加壓泵站位置供水保證率較高，滿足設(shè)計(jì)要求。綜合考慮占地及配電，選擇方案1布置輸水管線，將加壓泵站設(shè)置在地面高程168 m處。

4 總 結(jié)

Google earth和global mapper強(qiáng)大的運(yùn)算功能以及基于SRTM較高的數(shù)據(jù)精度，在編制農(nóng)村飲水安全工程規(guī)劃、可研報(bào)告、初步設(shè)計(jì)階段節(jié)省了大量的人力物力，且滿足設(shè)計(jì)要求，值得在水利行業(yè)其它專業(yè)領(lǐng)域推廣使用。

[1]阮平平，賈艾晨.GoogleEarth在城市洪災(zāi)分析中的應(yīng)用研究[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2013，1(06)：213-216.

[2]羅春波，王淑芳，趙紹廣.GlobalMapper軟件在復(fù)雜地表?xiàng)l件下的應(yīng)用[J].物探裝備，2010,20(04)：233-235.

ApplicationofGoogleEarthandGlobalMapperinDeterminingSuburbWaterSupplyPressurePumpLocation

CHEN Yun-sheng

(Heilongjiang Province Heihe City Aihui District Water Conservancy Bureau，Heihe 164300，China)

In the construction of rural area drinking water safety，through the use of Google earth to add the landmark，the path function，and global mapper drawing contour map function，the location and parameter setting are expressed to the project's satellite map in the project and in the area of geographic information to provide the basis for engineering scientific decision.

google earth；global mapper；landmark；track；contour map；water supply pumping station

1007-7596(2014)12-0059-03

2014-01-29

陳云生()，工程師，從事農(nóng)村飲水安全工程規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)。

TU991.62

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