谷歌地球专业版软件和GIS/GPS数据采集器在林业司法鉴定中的应用

刘发照

(横峰县林业局，江西 横峰 334300)

谷歌地球专业版软件和GIS/GPS数据采集器在林业司法鉴定中的应用

刘发照

(横峰县林业局，江西 横峰 334300)

简要介绍谷歌地球专业版(Google Earth Pro)软件及GPS、GIS技术。简述GIS/GPS数据采集器在几种常见的林业案件中的应用：通过GPS/GIS数据采集器现场定位边界和采集地理信息数据，导入Google Earth Pro软件中勾绘各类边界、测算面积和制作案件图形。并提出提高GIS/GPS数据采集器面积测量精度应注意的几个问题。

谷歌地球专业版软件；GIS/GPS数据采集器；林业司法鉴定；面积测量

涉案林地面积数量是对森林火灾案件、违法征占用林地案件、改变林地用途案件等涉林案件定性，以及对行为人处罚的重要依据[1], 如大量林木被盗伐滥伐后, 盗伐滥伐林木山场面积通常也作为推算林木蓄积量的重要因子。如何对林业案件进行科学、准确、公正的林业司法鉴定,是保证公安司法机关依法打击破坏森林资源、毁坏和占用林地行为的重要依据之一[2]。司法鉴定公正的实现，既要求鉴定结果的客观准确, 也要求鉴定过程符合正当程序的基本要求,鉴定人员的专业素质及先进的技术手段是实现鉴定公正的重要保证[3]。

1 谷歌地球专业版(Google Earth Pro)软件和GPS/GIS简介

1.1 谷歌地球专业版(Google Earth Pro)软件

谷歌地球(Google Earth )是谷歌公司推出的一款虚拟地球仪软件，将卫星影像、GIS 和航空照片整合在三维地球模型中，用户可以直观地浏览全球各地的高清晰度卫星影像。由于军事保密原因,谷歌地球公布的一般是1～3年前的卫星影像,但它和真实的地球地理信息(如地形地貌、海拔高度、经纬度信息)做了匹配,与GPS输出的经纬度信息是完全重合的,因此,对林业司法鉴定中定位和测绘都有很高的实用价值。谷歌地球分为个人版和企业版, 个人版又分为免费版(Google Earth)与专业版(Google Earth Pro)2种。2015年以前专业版每年使用费400美元, 现在谷歌公司已经免费向公众开放使用。专业版的测量工具更加丰富，支持的打印分辨率更高、提供图层更多、导入功能更强大。

谷歌地球专业版(Google Earth Pro)有历史图像功能，在许多林业案件中还可用以还原破坏前的地类现场,这就为林业物证鉴定工作提供了一把钥匙[4], 也为林业案件提供了历史事实证据。

1.2 GPS全球定位系统。

GPS全球定位系统是一种利用卫星支持的无线电导航系统,它分空间、地面控制和用户装置等3个部分。由于GPS技术具有全球覆盖、全天候、自动化、测量精度高和速度快的特点，因此,在地质、测绘、道路工程、农业、林业、规划、旅游等行业中广泛应用。目前,随着林业生产科技水平的不断提高，GPS高科技在林业生产中的应用也越来越广泛，尤其是GPS应用于林业司法鉴定工作中，能够快速、高效、准确地定位采集林业案件的地理信息数据,在林业司法鉴定的定位测绘工作中发挥了独特作用,极大地提高了工作效率，保证了测绘结果的准确性、科学性和公正性。

1.3 地理信息系统(GIS)

地理信息系统(GIS)是一门新兴的综合性交叉学科,是集数据库、地图制作、空间分析功能为一体,为海量数据管理、多种成果表达形式和空间数据分析提供了最为快速、方便和准确的方法和手段。利用GIS 技术的专题制图功能,可以根据林业司法鉴定的需要制作多种专题图。

GIS/GPS数据采集器实现了GPS、GIS技术的有机结合,可通过GIS/GPS数据采集器采集林业案件地理信息数据,导出转存到电脑中,再用谷歌地球专业版(Google Earth Pro)打开地理信息数据文件,生成林业案件的准确图形，如林区公路(林道)位置图、占用林地位置图、森林火灾位置图等。

2 GIS/GPS数据采集器在林业案件中的应用

2.1 在非法修建林区公路(或林道)案件面积测量中的应用

根据林业司法鉴定要求,此类林业案件必须对非法修建林区公路(或林道)占用的林地面积，采伐和毁坏的林木数量进行调查。林区公路(或林道)占用林地面积调查,通常采用皮尺实地丈量公路(或林道)路面(包括两侧护坡)的水平长度和宽度,再计算面积。而林区公路弯道多,地形条件复杂,森林茂密,通视条件差,地物标不明显,没有相对地物标参照，往往在地形图上很难勾绘准确的公路位置图。采用GIS/GPS数据采集器采集林区公路(或林道)轨迹地理信息数据,直接读取其长度数值,将案件的地理信息数据导入谷歌地球专业版(Google Earth Pro)中,可制作精准的公路(或林道)图形,这解决了勾图难的大难题。公路宽度可用皮尺丈量多处取平均值，经过非林地地段的公路(或林道)，不属于林地范畴，应予扣除其面积。如果某些地段属于老路拓宽,则应该扣除老路面积。

如案件发生时间很早,并且Google Earth卫星影像已经更新,可以直接利用谷歌地球专业版(Google Earth Pro)软件中“添加—路径”工具绘制修建林区公路(或林道)案件精准的Google Earth卫星影像位置图形和读取其长度数值。

2.2 在非法毁坏和征占用林地案件中的应用

如案件发生已久,并且Google Earth卫星影像已更新,可直接利用谷歌地球专业版软件中“添加—多边形”工具绘制非法毁坏和占用林地案件精准的卫星影像图形和读取其面积数值。利用谷歌地球专业版的历史图像功能，可以还原破坏前的地类现场,为案件提供历史事实证据。

2.3 GIS/GPS数据采集器在森林火灾案件中的应用

森林火灾,是指失去人为控制，在林地内自由蔓延和扩展,对森林、森林生态系统和人类带来一定危害和损失的林火行为,过火有林地面积数量是确定森林火灾类型及对森林火灾案件定性的重要依据。此类案件需要对火场面积鉴定和火灾损失进行评估。

2.4 在盗伐、滥伐林木案件中的应用

此类案件是以盗伐、滥伐林木蓄积量作为案件定性以及对行为人处罚的重要依据。如盗伐、滥伐林木山场面积不大,可实测全部伐蔸的地径,然后查《林木根径材积表》计算林木蓄积量。当大面积林木被盗伐、滥伐后, 全部伐蔸检尺工作量很大,通常采取选择若干个标准地, 实测每个标准地内的全部伐蔸地径, 查《林木根径材积表》计算标准地的林木蓄积量,取若干个标准地的平均蓄积量,再将采伐林木面积乘以平均蓄积量计算盗伐、滥伐林木的总蓄积量。采伐林木面积通常也是推算林木蓄积量的重要因子,因此,采伐林木面积测量精度高低将直接影响推算总林木蓄积量的准确程度。

3 林业案件地理信息数据外业采集和内业处理

3.1 外业采集

打开GIS/GPS数据采集软件,选择“面采集”或“线采集”, 待接收卫星信号稳定后按“开始”。1)“面采集”方法:手持GIS/GPS数据器沿所测量的林地边界走一条闭合的轨迹，输入林业案件名称，确认，保存案件数据。2)“线采集” 方法:手持GIS/GPS数据器沿所测量的路线起点按“开始”，至终点后输入林业案件名称并确认，保存案件数据, 结束采集工作。

3.2 内业处理3.2.1 导出信息数据

GIS/GPS数据采集器—工具—数据管理—林业案件名称—导出kml格式数据—保存，转存到电脑中去。

3.2.2 林业案件图制作

在谷歌地球专业版软件中打开kml格式的林业案件数据文件，制作林业案件位罝图,可利用Google Earth卫星影像图下载软件,根据需要下载Google Earth相应分辨率的卫星影像或QQ截取卫星影像。还可以利用谷歌地球专业版软件的“图像叠加”功能,通过坐标转换为所需要的平面直角坐标。以1∶1万Google Earth卫星影像图作为基础地图,与1∶1万的“北京54”或“西安80”地形图叠加,通过几何纠正制作成既有Google Earth卫星影像又具有地形图的林业案件位置图(图1)。

4 案例应用

4.1 某林场开设林道非法毁坏和占用林地

2016年11月13日,某司法鉴定中心受横峰县森林公安局委托,对某林场开设林道进行现场勘查。携带GIS/GPS数据采集器以及相关1∶1万地形图,到现场进行了全面踏查,由于山区地形复杂,开设林

图1 某林场开设林道Google Earth卫星影像与地形图叠加Fig.1 Google Earth satellite images and topographic map superposition of forest road in some forest farm

道位置有的在山沟,有的在半山腰绕行，毛竹林茂盛，通视条件差，利用1∶1万地形图很难勾绘出林道的位置图。因此,采用GIS/GPS数据采集器采集林道地理信息数据,直接读取林道的长度。对林道宽度用皮尺多处丈量，取平均宽度。然后,从GIS/GPS数据采集器导出kml格式的林道地理信息数据,用数据线转存到电脑中,再用谷歌地球专业版软件打开林道的地理信息数据文件，制作成开设林道卫星影像位置图 (图2) 。

图2 某林场开设林道Google Earth卫星影像位罝Fig.2 Google Earth satellite images of forest road in some forest farm

4.2 某村民非法买卖土地

2015年3月26日,受县森林公安局聘请,与县森林公安局民警一起,由当事人现场指界,对某村民非法买卖土地案件进行现场勘查。该占地山场属低丘，地势平坦开阔，现场已用推土机推平，占地形状不规则，周边地形和地物标不明显,利用1∶1万地形图难以准确勾绘占地位置。因此，采用手持GIS/GPS数据采集器沿边界走3个闭合的轨迹,3次分别采集地理信息数据，取3次读数的平均值。将采集器采集数据导出为kml格式数据,再导入谷歌地球专业版软件打开，可制作成精准的Google Earth卫星影像位置图。

4.3 某砖厂取土非法占用、毁坏林地

2015年6月30日,受县林业局委派, 与县林业局林地股工作人员一起,由当事人现场指界，采用手持GIS/GPS数据采集器沿边界走3个闭合的轨迹,3次分别采集数据。据当事人叙述，该取土山场有一部分是旱地,属非林地，应扣除其面积,现场又无法确认是否有旱地迹象。因此,根据案发之前的历史Google Earth卫星影像进行研判、测算案发前的旱地面积。经现场复查确定，该砖厂取土非法占用林地面积0.77 hm2(不含案发前的旱地非林地面积)，已达到刑案立案标准,县林业局及时移交给县森林公安局处理。

5 提高GIS/GPS数据采集器面积测量精度应注意的问题

1)在开始采集工作之前，GIS/GPS数据采集器应选择合适的记录方式。对于6.6 hm2以下区域的面积测量，应将数据采集间隔设为按时间1 s方式或按距离1 m方式，以便于尽可能详细地记录行进轨迹；对于6.7 hm2以上区域的面积测量，可将采集间隔适当调长，比如按时间间隔2 s，距离间隔2 m。

2)测量面积时，首先选定一个明显的起点，站在该点待接收卫星信号稳定后， PDOP值(卫星分布的空间几何强度因子)<3时( 一般<3为比较好, 数值越小定位精度越高), 再按“开始”，然后再沿林地边界匀速前进，途中不能关机,回到起点后输入林业案件名称并确认保存。

3)测量途中遇到不可逾越的路障时，需要绕行后再继续采集，绕行期间记录暂停。但必须记住该处地形地貌，再绕道过去。对这部分多余的航迹可在Google Earth Pro软件中进行编辑删除或俢正。

4)采集下一个拐点之前，应先在各拐点处停留数秒，直至数据采集器定位稳定,然后再继续进行采集工作。

5)据南京森林警察学院张民侠研究结果,通常情况下，测量面积在0.7 hm2以上时，测量2～3次取其平均值,就能够满足林业测量的精度要求。测量面积在0.7 hm2以下时,采用罗盘仪导线测量较好,如果选用精度较高的GPS可多测量几次，取平均值[5]。贵州大学林学院谭伟等研究发现, 通常情况下测量面积在0.066 7 hm2以下时，测量2～3次,取平均值；在0.066 7 hm2以上时,测量2次,取平均值，即可满足林业测量的精度要求[6](国家林业局《森林采伐作业规程》伐区调查设计质量标准规定面积允许误差5%)。

6 结语

许多林业案件(如林地和森林火灾等)以面积数量划分立案标准,作为林业案件定性以及量刑的重要依据。因此,用于林业司法鉴定,必须购买精度高、接收卫星信号强、定位精度达亚米级(最好厘米级)以及具有差分定位功能的GIS/GPS数据采集产品。采用GPS 差分定位技术进行小面积测量,以达到林地面积测量更高的精度要求。同时测量者要熟练掌握测量方法，避免不必要的人为误差,保证测量结果的可靠性和准确性,以便为林业案件准确定罪、量刑提供依据。

[1] 张民侠,赵浩彥,张洁. 涉案林地面积测算方法比较研究[J].西南林业大学学报, 2016(4):138-144.

[2] 楼志文，骆任欢. 林区公路案件司法鉴定方法探讨[J]，中囯司法鉴定，2008(2):89-90.

[3] 乐通潮 ,鲍晓红 ，万晓会，等. “3S”技术在林业司法鉴定中的应用[J].防护林科技,2008(3):72-73.

[4] 乐通潮 ,聂森,鲍晓红. Google Earth和GPS在林业司法鉴定中的应用[J], 防护林科技,2011(1):79-80.

[5] 张民侠. 手持GPS在测量涉案林地面积中的应用[J].林业科技开发, 2009(6):98-99.

[6] 谭伟,张贤,王志杰． 森林面积测量精度对比分析[J].山地农业生物学报， 2007 26(6): 495-498.

Application of Google Earth Professional Edition Software and
GIS/GPS Data Collector in Forestry Judicial Authentication

LIU Fazhao

(Forestry Bureau of Hengfeng County, HengFeng, Jiangxi 334300, China)

This paper briefly introduced the technology of Google Earth professional edition software, GPS, GIS, and the application of GIS/GPS data collector in several common forestry cases. In this study, we used GPS/GIS data collector to define locates boundary and geographic information data, and to import Google Earth pro software for drawing all kinds of boundary, and measuring the area and production case graphics. Then, the paper put forward measurement on improving accuracy of area by GIS/GPS data collector.

Google Earth professional edition software; GIS/GPS data collector; forestry judicial authentication; area measurement

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.01.005

2017-01-12.

刘发照(1963-)，男, 江西横峰人,工程师.从事林业有害生物防治和检疫、营林及林业规划设计、林业司法鉴定等工作.

P208；P228.4；DF463

A

1671-3168(2017)01-0021-04