中国葛洲坝集团第一工程有限公 湖北宜昌 443002
摘要：利用奥维互动地球、Goody GIS等软将公路工程数据与Google Earth系统进行融合，集成Google Earth、Auto CAD和GPS等软件，建立了基于Google Earth的三维勘察平台，并成功应用到田林至西林（滇桂界）高速公路PPP项目平面规划阶段。该平台不仅为管理人员前期平面规划提供便利，也极大的提高野外工作人员的工作效率和质量。本研究结合实际山区高速公路实例，阐述了基于Google Earth的三维勘察技术平台在山区高速公路的前期平面规划过程中的实用性及有效性，以期实现新兴技术与传统技术的结合，为类似条件下的高速公路项目提供借鉴。
关键词：奥维互动地球 Google Earth 山区高速公路 平面规划
1 前言
目前由于山区高速公路的地形、地质、水文、气候等条件极为复杂，基础资料相对缺乏，如果继续沿用传统的勘察手段，不仅劳动强度大、进度缓慢、效率低，而且不能对沿线工程信息全面而又直观的认识，勘察质量难以保证，因此有必要拓展山区高速公路勘察的新方法和新技术。随着数字地球技术取得重要突破，以Google Earth（以下简称GE）为代表的数字地球软件先后推出，利用GE提供的海量地理信息数据，结合API编程接口和自有系统的数据信息，建立了基于GE的三维勘察技术平台。本文主要研究如何建立基于GE的高精度三维勘探技术平台，以及在山区高速公路初期平面规划阶段的运用方法，以期为山区高速公路勘察提供一种全新的技术手段和方法。
2 建立基于GE的三维勘察技术平台
2.1 GE简介
GE集成了遥感图像、地理信息、地形三维、全球定位系统和网络在线浏览等高新技术，能够提供具有真实感三维地形背景的地理信息，可以将各种类型的信息与空间位置联系起来，使人们能够对地理对象有深刻直观的印象和理解。GE主要通过访问Key－hole、Quick bird的航天和卫星图片来扩展数据库，能使用户在电脑屏幕自由地浏览地球上的卫星影像，全球地貌影像的有效分辨率至少为100m，通常为30m，山区、军事禁区等分辨率较低，视角海拔高度一般为2～15km左右。但针对大城市、著名风景区、建筑物区域会提供分辨率为1m和0.6m左右的高精度影像，视角高度分别约为500m和350m。
2.2 GE数据信息与Auto CAD数据信息相互融合
GE主要提供了KML文件拓展、COM API二次开发、建立三维模型并通过KML文件转换、通过其他第三方软件工具等方式方便使用。KML能描述和存储某个目标的相关地理要素，包括点、线、面、屏幕贴图和样式等，并且支持在Google的相关产品（Google Earth、Google Maps）中进行完整的展示。本章着重阐述通过KML文件实现GE数据与Auto CAD数据的相互融合。
要建立GE三维勘察平台，核心是实现KML文件与CAD文件的相互转化。利用PlexEarth、GoodyGIS、奥维互动地球等软件，可以将CAD文件转化为KML文件并进行坐标转化和纠偏处理，同时也可以将GE中的卫星图像导出到CAD中，与设计图实现拼接。主要步骤如下：
（1）利用前期收集的区域范围控制点坐标，选取能代表工程区域范围的至少3个已知控制点平面坐标及高程，然后在GE中对应找到这3个点，点取这3个点经纬度坐标及高程。
（2）打开奥维互动地球软件在系统设置里面添加关联点方案，将上述三个平面坐标，经纬度坐标导入，生成关联点方案。关联点方案能够将平面坐标系中关联点附近其它点的坐标值换算成经纬度坐标值，使之能够在地图中准确地定位。如图1所示。
（3）将前期收集的区域范围CAD图另存为DXF文件导入奥维互动地球，如图2所示。在CAD坐标一栏勾选关联点转换坐标，并选择（2）中添加的关联点方案。
（4）在奥维互动地球中选择导出对象，设置对象为（3）中所添加图元，并选择需要图层，在导出设置对话框选择KML文件。如图3所示。
图2 CAD文件导入示意 图3 KML文件导出示意
3 GE三维野外勘察技术平台应用实例分析
进场便道、临时场站是山区高速公里前期平面规划的重要内容，也是制约工程进度，控制工程成本的主要因素之一。工程地处山区，山高坡陡，道路不便，可用于场站建设的平地较少，且路况较差。为了加快施工进度，实现早日通车，多点施工是必然的选择，而恶劣的施工环境不仅增加勘察测量人员作业难度，同时对工程技术管理人员在前期平面规划阶段的便道规划、场站选址等方面都带来了不便。
利用基于GE的三维野外勘察技术平台，将高速公路工程信息融入GE，能够简单快捷地实现上述工程信息的三维可视化。在野外勘察时，为工作人员规划勘察路线，圈定勘察重点，提供便利，从而达到快速勘察的目的。
利用基于GE的三维野外勘察技术平台的三维可视性，结合工程特点、实际地形地貌以及当地交通条件，为工技术人员在临建设施规划，施工顺序安排等提供帮助，提高工作效率。
4 结语
通过GE三维勘察技术平台在山区高速公路勘察中的应用实例分析，认为该方法打破传统勘察手段的局限性，扩展勘察范围，减少不必要的外业工作量，有效缩短勘察周期，提高勘察效率和质量，对野外作业及平面规划是可靠的，可以有效指导前期公路勘察，是一种值得推广的新型公路勘察方法和技术。
GE三维勘察技术平台作为一种新型公路勘察方法和技术，虽然应用前景是广泛的，但是受限于目前GE本身不同地域影像分辨等级有差别，某些地方数据精度较低，甚至没有影像数据；另外在应用GE三维勘察技术平台过程中，需要和众多的专业软件配合。因此，在今后的应用过程中需 要不断总结经验，提高GE三维勘察技术平台的应用范围和集成水平。
论文作者:沈川煜,刘杨
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年17期
论文发表时间:2019/11/25
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