奧維互動(dòng)地圖手機(jī)APP軟件在農(nóng)作物分類調(diào)查采樣中的運(yùn)用

谷金英 丁春雨 馬冠南 袁鐵英

(吉林省農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，吉林 長春 130033)

引言

農(nóng)作物類型的外業(yè)調(diào)查采樣是利用遙感影像進(jìn)行農(nóng)作物分類的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，準(zhǔn)確地對農(nóng)作物開展分類不僅可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、早期糧食估產(chǎn)提供快速、精準(zhǔn)的基礎(chǔ)信息，同時(shí)也能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、精準(zhǔn)農(nóng)補(bǔ)投放提供可靠的數(shù)據(jù)支持，對編制吉林省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、制定農(nóng)產(chǎn)品供銷計(jì)劃、指導(dǎo)和宏觀調(diào)控種植業(yè)結(jié)構(gòu)以及提高相關(guān)企業(yè)與農(nóng)民的經(jīng)營管理水平具有重要意義。然而，農(nóng)作物種植面積大、種類多，調(diào)查過程中要求調(diào)查采樣點(diǎn)越多，調(diào)查的內(nèi)容越全面越好，如何快速、全面、準(zhǔn)確、安全地完成農(nóng)作物類型調(diào)查工作是值得深入研究的問題。

近年來，隨著GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，手機(jī)地圖在日常應(yīng)用中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位功能。對外業(yè)調(diào)查而言，奧維互動(dòng)地圖手機(jī)APP軟件(以下簡稱“奧維互動(dòng)地圖”)表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢，尤其是在軌跡記錄、導(dǎo)航定位、采點(diǎn)標(biāo)記等方面已經(jīng)表現(xiàn)出前所未有的潛能。奧維互動(dòng)地圖APP軟件利用地面參照物作為關(guān)聯(lián)點(diǎn)，采用交叉定位測量方法，其定位精度在較好的GPS衛(wèi)星接收條件下可達(dá)米級，不僅有效提高了智能手機(jī)的定位精度，同時(shí)填補(bǔ)了手機(jī)測量定位和專業(yè)級GPS衛(wèi)星測量定位之間的空白，實(shí)現(xiàn)了手機(jī)GPS和專業(yè)級GPS測量的無縫銜接[1]，給野外調(diào)查工作者帶來極大地便利。

筆者通過在吉林省洮南市和敦化市兩地區(qū)農(nóng)作物類型外業(yè)調(diào)查采樣的實(shí)際工作中，試用了奧維互動(dòng)地圖軟件，發(fā)現(xiàn)其是一款既方便快捷又準(zhǔn)確高效的地圖互動(dòng)軟件，并在野外踩點(diǎn)工作路線的導(dǎo)航、行程軌跡的記錄、作物類別的采樣以及耕地類別的識別等方面發(fā)揮了重要的作用，不僅克服了以往采用手持GPS采樣無法到達(dá)特定作物區(qū)域帶來的弊端，還極大地節(jié)省了設(shè)備成本，縮短了調(diào)查周期，有效地提高了農(nóng)作物類型調(diào)查工作的效率。

1 研究區(qū)概況

洮南市隸屬于吉林省白城市，位于吉林省西北部，白城市西南部。全市幅員面積5107km2，其中耕地約18.27萬hm2，轄16個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，8個(gè)街道辦事處，221個(gè)行政村，總?cè)丝?6萬人。洮南市農(nóng)業(yè)特色突出，是全國聞名的雜糧雜豆之鄉(xiāng)、辣椒之鄉(xiāng)、西瓜之鄉(xiāng)和粉條之鄉(xiāng)，洮南綠豆、福順辣椒、黑水西瓜、萬寶粉條獲國家地理保護(hù)標(biāo)志認(rèn)證。洮南市作為白城地區(qū)唯一被國家認(rèn)定的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)，現(xiàn)有高產(chǎn)農(nóng)田面積約10.29萬hm2，辣椒、花生、雜糧雜豆等特色產(chǎn)業(yè)基地面積約9.07萬hm2，域內(nèi)自然資源十分豐富。

敦化市隸屬于吉林省延邊朝鮮族自治州，位于吉林省東部，延邊朝鮮族自治州西部，屬長白山脈的北部山區(qū)，地處E127°28′～129°17′，N42°42′～44°30′。市轄11個(gè)鎮(zhèn)，5個(gè)鄉(xiāng)、4個(gè)街道和1個(gè)省級經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，幅員面積11957km2，是吉林省區(qū)域面積最大的縣級市。敦化市物產(chǎn)資源豐富，有長白山天然立體寶庫之稱，其中森林資源聞名全國，森林覆蓋率84.9%。敦化市是國家500個(gè)商品糧基地縣之一，擁有耕地16萬hm2，糧豆年產(chǎn)量在20萬t以上，主要農(nóng)作物有大豆、水稻、玉米；經(jīng)濟(jì)作物及特產(chǎn)有參藥、煙葉、馬鈴薯、柞蠶、甜菜、食用菌、菊花等。敦化市地勢構(gòu)成為四周高、中部低，境內(nèi)平均海拔高度為756m，屬中溫帶冷涼氣候區(qū)，山區(qū)氣候特點(diǎn)明顯，年平均氣溫2.6℃，年平均降雨量631.8mm。冷涼的氣候特點(diǎn)，使敦化市成為全國優(yōu)質(zhì)小粒黃豆主要出口基地，占全國年出口的90%。

2 奧維互動(dòng)地圖在農(nóng)作物分類調(diào)查中的具體應(yīng)用

2.1 奧維互動(dòng)地圖軟件的簡介

由北京元生華網(wǎng)公司開發(fā)的奧維互動(dòng)地圖是基于Baidu API、Google API、Sogou API的跨平臺(tái)地圖瀏覽器，有PC(Windows)客戶端和移動(dòng)(Android/ios/WP)客戶端2種，版本支持iOS(iPhone、iPad)、windows、android、ios、WindowsPhone、Web 5大平臺(tái)[2,3]。該軟件的主要功能包括全球語音導(dǎo)航、詳細(xì)的信息查詢、標(biāo)注定位、好友位置分享、軌跡記錄與分享、高程數(shù)據(jù)服務(wù)、實(shí)時(shí)路況、地圖規(guī)劃、指南針等。奧維互動(dòng)地圖軟件集成Google地圖、Google衛(wèi)星圖、Google地形圖、Google衛(wèi)星混合圖、百度地圖以及搜狗地圖、3D地圖、OpenCycle等高線地圖、Bing衛(wèi)星圖等多種地圖數(shù)據(jù)，方便用戶根據(jù)實(shí)際需求在不同數(shù)據(jù)間進(jìn)行切換[4]。

奧維互動(dòng)地圖瀏覽器電腦端下載地址是http://www.ovital.com/download/，電腦端下載有32位操作系統(tǒng)和64位操作系統(tǒng)，需要Android版的用戶可以在各手機(jī)的應(yīng)用市場(商店)進(jìn)行下載。奧維賬戶不區(qū)分企業(yè)賬戶和個(gè)人賬戶，每人1個(gè)賬戶，如果需要使用VIP功能，需要注冊賬戶并把賬戶升級到VIP或SVIP，VIP用戶與免費(fèi)用戶相比增加了照相錄像標(biāo)簽、云端對象分享、直線導(dǎo)航、備注模板化、顯示GPS信息窗口、對象批量修改、收藏夾內(nèi)對象搜索與排序等功能，同時(shí)更高的SVIP級別比VIP級別具有更多的功能[5]。

2.2 奧維互動(dòng)地圖在農(nóng)作物類型調(diào)查應(yīng)用中的具體作用

奧維互動(dòng)地圖軟件在農(nóng)作物類型調(diào)查采樣工作中具實(shí)時(shí)定位、屬性記錄、照片采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等非常多的實(shí)用功能，極大地提高了調(diào)查工作的快捷性和靈活性，結(jié)合ARCGIS軟件對KML和SHP等格式文件進(jìn)行后期內(nèi)業(yè)處理，能為農(nóng)作物遙感影像分類提供參考依據(jù)。本文主要從地圖下載、調(diào)查范圍數(shù)據(jù)導(dǎo)入、線路規(guī)劃、調(diào)查數(shù)據(jù)采集、行程軌跡記錄以及調(diào)查數(shù)據(jù)導(dǎo)出等方面展開介紹。

2.2.1 地圖下載

在電腦端下載奧維互動(dòng)地圖軟件，然后登陸軟件下載需要區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)，電腦端提供的免費(fèi)可下載地圖類型包括四維地球電子地圖、四維地球衛(wèi)星影像圖、四維地球衛(wèi)星混合圖3種；另外，用戶也可以導(dǎo)入高清航拍圖及其它平臺(tái)發(fā)布的地圖源，作為自定義地圖。下載的衛(wèi)星圖一般只能到20層級，分辨率為0.27m，比例尺為800∶1[6]。下載為20層級的地圖數(shù)據(jù)，一般地面的建筑物、路燈、標(biāo)志線、道路等參照物清晰可見，將下載后的地圖數(shù)據(jù)導(dǎo)入到手機(jī)中或其它移動(dòng)設(shè)備，在實(shí)地調(diào)查中即使沒有網(wǎng)絡(luò)也可以直接使用，方便快捷。

2.2.2 調(diào)查范圍數(shù)據(jù)導(dǎo)入

將需要調(diào)查的范圍數(shù)據(jù)提前導(dǎo)入到奧維互動(dòng)地圖中，不僅有利于在調(diào)查過程中根據(jù)行程隨時(shí)規(guī)劃調(diào)查路線，還避免調(diào)查中誤將范圍外的點(diǎn)進(jìn)行采集。打開奧維互動(dòng)地圖，選擇更多—數(shù)據(jù)管理—導(dǎo)入導(dǎo)出對象，即可將矢量的范圍數(shù)據(jù)導(dǎo)入到移動(dòng)端設(shè)備。

2.2.3 線路規(guī)劃

農(nóng)作物類型的調(diào)查采樣規(guī)劃線路是一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，以往使用手持GPS工具提前輸入采樣點(diǎn)然后找點(diǎn)定位中采樣點(diǎn)少，通過奧維互動(dòng)軟件開展線路定位可以隨時(shí)掌握行進(jìn)的方向和位置，如圖1所示，并且通過奧維互動(dòng)軟件的立體遙感影像可以清晰地看到前進(jìn)的道路周圍耕地情況，能順利找到最快捷的調(diào)查路線，加快調(diào)查速度。

圖1 線路導(dǎo)航 圖2 導(dǎo)出成果

2.2.4 調(diào)查數(shù)據(jù)采集

以往農(nóng)作物調(diào)查采樣中是根據(jù)已掌握的耕地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行選點(diǎn)規(guī)劃路線，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到手持GPS中，實(shí)地調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)按照選好的路線和點(diǎn)展開工作，由于已掌握的耕地?cái)?shù)據(jù)不能及時(shí)更新與實(shí)際或有出入，導(dǎo)致調(diào)查中往往為了一個(gè)不存在或已變更的點(diǎn)浪費(fèi)了大量的時(shí)間和精力，而奧維互動(dòng)地圖能實(shí)時(shí)定位，通過標(biāo)簽記錄功能將所到之處的農(nóng)作物類型隨時(shí)記錄下來，同時(shí)備注功能還提供了照片采集和語音錄入等功能，不僅提高了錄入的效率，同時(shí)還可以將農(nóng)作物的長勢、墑情以及病蟲害等信息更全面地進(jìn)行收集，為后期農(nóng)作物的分類提供更全面地參考信息。

2.2.5 行程軌跡記錄

奧維地圖的行程軌跡記錄功能在農(nóng)作物類型調(diào)查工作中發(fā)揮了舉足輕重的作用，其不僅可以實(shí)時(shí)記錄調(diào)查者所經(jīng)過的調(diào)查路線軌跡，還能避免調(diào)查者在實(shí)際調(diào)查工作中出現(xiàn)走回頭路、走錯(cuò)路的情況。此外在調(diào)查時(shí)，工作人員為了加快工作進(jìn)度，經(jīng)常會(huì)展開分組調(diào)查，按照不同的調(diào)查路線行進(jìn)，此時(shí)奧維互動(dòng)地圖的信息共享功能就會(huì)大派用場，各組可以開展調(diào)查工作的同時(shí)將自己的實(shí)時(shí)位置以及行程軌跡分享給其他調(diào)查組的工作人員，方便遇到問題時(shí)及時(shí)溝通和相互了解情況。

2.2.6 調(diào)查數(shù)據(jù)導(dǎo)出

農(nóng)作物類型外業(yè)調(diào)查工作結(jié)束后，內(nèi)業(yè)工作人員需要將調(diào)查時(shí)獲得的作物類型調(diào)查點(diǎn)坐標(biāo)、保存的行程軌跡、拍攝的不同角度的農(nóng)作物照片以及必要的錄音材料從移動(dòng)端設(shè)備導(dǎo)出到電腦端，進(jìn)行核查和編輯，以便開展下一步的作物類型提取工作。數(shù)據(jù)導(dǎo)出，打開奧維互動(dòng)地圖軟件，點(diǎn)擊收藏夾找到已經(jīng)建立的調(diào)查數(shù)據(jù)保存的文件夾，選擇菜單—導(dǎo)入導(dǎo)出—導(dǎo)出對象，選擇導(dǎo)出格式。奧維互動(dòng)地圖支持的數(shù)據(jù)導(dǎo)出格式包括ovobj文件、ovjsn文件、kml文件、kmz文件、txt文件等十余種格式，其中常用的格式主要是ovobj文件、kml和shp等幾種；shp文件格式一般需要購買付費(fèi)版才可以直接使用，另外選擇shp文件格式只能導(dǎo)出采集的矢量數(shù)據(jù)，而選擇ovobj文件格式可以將照片等備注信息一并導(dǎo)出到電腦端，見圖2。

2.2.7 調(diào)查成果及分析

筆者2021年在吉林省洮南市開展的農(nóng)作物類型野外調(diào)查工作中應(yīng)用手持GPS儀器與奧維互動(dòng)地圖軟件工具同時(shí)對同一調(diào)查點(diǎn)的農(nóng)作物類型進(jìn)行采點(diǎn)定位，對比調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在正常要求范圍內(nèi)奧維互動(dòng)地圖對農(nóng)作物類型采點(diǎn)定位的精度完全可以滿足該項(xiàng)工作需求。調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)顯示，洮南市農(nóng)作物共標(biāo)記采樣384個(gè)調(diào)查點(diǎn)，包括水稻、玉米、高粱、花生、綠豆等12種經(jīng)濟(jì)作物；敦化市農(nóng)作物共標(biāo)記采樣960個(gè)調(diào)查點(diǎn)，作物類型主要以玉米、水稻和大豆為主，其它作物種類較少。通過對比，洮南市和敦化市農(nóng)作物類型調(diào)查結(jié)果結(jié)合筆者在調(diào)查實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用奧維互動(dòng)地圖開展農(nóng)作物類型調(diào)查采樣的工作效率與研究區(qū)農(nóng)作物類型的多少，調(diào)查路線的規(guī)劃以及運(yùn)用軟件的熟練程度有直接的關(guān)系，同時(shí)也正是由于在洮南市和敦化市農(nóng)作物類型調(diào)查工作中使用了奧維互動(dòng)地圖軟件，才使工作人員在為期15d的短暫時(shí)間內(nèi)順利超額地完成了1300余個(gè)農(nóng)作物類型調(diào)查點(diǎn)的采樣工作，極大地縮短了野外調(diào)查時(shí)間，提高了工作效率。

3 奧維互動(dòng)地圖在農(nóng)作物類型調(diào)查應(yīng)用中的特點(diǎn)和建議

3.1 應(yīng)用特點(diǎn)

3.1.1 定點(diǎn)速度快，易于攜帶

奧維互動(dòng)地圖與傳統(tǒng)手持GPS相比不僅設(shè)備成本低，易獲取，而且攜帶方便，很大程度地減輕了工作人員的負(fù)擔(dān)；奧維互動(dòng)地圖的精度一般是3～4m，手持GPS的誤差在5m內(nèi)，一般不超過3m[5]，但使用手持GPS采集數(shù)據(jù)時(shí)要求測量人員靜止并停留一段時(shí)間后，在最小誤差范圍內(nèi)定點(diǎn)，而移動(dòng)端的奧維互動(dòng)地圖在農(nóng)作物分布種類采樣中能夠通過在影像地圖上拖過向內(nèi)拖拉實(shí)現(xiàn)快速定點(diǎn)。

3.1.2 操作簡單化，安全高效

夏季高溫炎熱、冬季寒冷低溫，如調(diào)查人員長時(shí)間在野外工作有一定的風(fēng)險(xiǎn)，而奧維互動(dòng)地圖在一些具有標(biāo)志性建筑物或可參考的地物類型中能夠準(zhǔn)確快速地實(shí)現(xiàn)作物類型的標(biāo)注，省去了工作人員實(shí)際跑點(diǎn)、等待、測量等一系列程序，方便快捷的同時(shí)還安全高效。

3.1.3 輸入導(dǎo)出格式方便，易于傳輸

奧維互動(dòng)地圖軟件在外業(yè)采樣結(jié)束后可以直接在移動(dòng)端將數(shù)據(jù)導(dǎo)出成shp或者kml等格式，利用網(wǎng)絡(luò)可以直接傳輸?shù)诫娔X設(shè)備中，相比傳統(tǒng)工具使用固定數(shù)據(jù)線連接電腦傳輸數(shù)據(jù)更加方便、高效。

3.2 應(yīng)用不足及建議

奧維互動(dòng)地圖具有強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能和地理信息展現(xiàn)技術(shù)，但根據(jù)筆者在實(shí)際應(yīng)用過程中遇到的問題，提出以下幾點(diǎn)建議。

3.2.1 部分區(qū)域地圖影像時(shí)效性差且有云

在使用奧維互動(dòng)地圖軟件進(jìn)行農(nóng)作物類型調(diào)查采樣中發(fā)現(xiàn)，部分地區(qū)的影像已經(jīng)幾年未更新，如一些農(nóng)作物類型影像上顯示耕地類型為玉米，而與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民溝通，已經(jīng)種植水稻數(shù)年，影像資料更新慢容易導(dǎo)致調(diào)查員對部分區(qū)域的農(nóng)作物類型定位不準(zhǔn)確。一些山區(qū)部分影像偶爾還有薄云的現(xiàn)象，調(diào)查者只能參考?xì)v史衛(wèi)星圖的變化進(jìn)行實(shí)地采樣，建議奧維互動(dòng)地圖能夠增加影像更新的頻率，在一定程度上滿足使用者需求，獲得更好的體驗(yàn)服務(wù)。

3.2.2 文件夾設(shè)置固定，容易錯(cuò)存

使用奧維互動(dòng)地圖進(jìn)行采樣時(shí)發(fā)現(xiàn)，如要標(biāo)注的采樣點(diǎn)放置在新設(shè)置的文件夾內(nèi)，每次啟動(dòng)軟件時(shí)都先要重新設(shè)置一下樣點(diǎn)存放的位置，如若不然數(shù)據(jù)會(huì)直接存放到根目錄下，這樣導(dǎo)致使用者在時(shí)間緊張的情況下很容易把采樣點(diǎn)錯(cuò)存，之后再手動(dòng)導(dǎo)入到相應(yīng)文件夾內(nèi)，增加額外的工作量。因此，如何使系統(tǒng)記錄上一次文件存放位置并繼續(xù)執(zhí)行相應(yīng)存放命令，進(jìn)一步提升其實(shí)用性，值得對奧維地圖互動(dòng)軟件開展深入研究。

3.2.3 長時(shí)間運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)定位偏差

奧維互動(dòng)地圖數(shù)據(jù)量大，如果使用奧維互動(dòng)地圖的移動(dòng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間長會(huì)出現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱、閃退、定位精度降低的現(xiàn)象，需要用戶重新登錄軟件才能重新獲取準(zhǔn)確的地理坐標(biāo)。

4 結(jié)語

綜上所述，盡管奧維互動(dòng)地圖軟件在使用過程中還存在一些問題和不足，但相信在科技化和信息化的大時(shí)代背景下，奧維互動(dòng)地圖也會(huì)不斷地完善和改進(jìn)，帶給用戶更加便捷、貼心的服務(wù)體驗(yàn)。同時(shí)本文也驗(yàn)證了使用奧維互動(dòng)地圖開展農(nóng)業(yè)領(lǐng)域野外調(diào)查采樣工作是一種有效的途徑，軟件界面簡單易操作、使用靈活實(shí)用性強(qiáng)，不僅可以滿足農(nóng)作物種類調(diào)查采樣的工作要求，而且能節(jié)約調(diào)查成本，提高調(diào)查工作效率，值得在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。