浙江华东建设工程有限公司 310030
摘要：本文主要是结合了实际工程的案例，探讨了Google Earth 在南宁市轨道交通4号线A标岩土工程初步勘察中的应用，以供参考。
关键词：Google Earth；岩土工程勘察；概述；过程；应用
一、概述
华东建设于2015年5月7日中标“南宁市轨道交通4号线一期工程”A标段勘察项目，南宁市轨道交通4号线为邕江南岸东西向的骨干线，项目计划总投资约159.2亿元，全长26.5km，均为地下线。项目A标包含6站5区间（含沙井停车场及出入段线）范围内的岩土工程勘察，标段线路全长约8.2公里。该项目是华东建设打开南宁市场后的第二个地铁勘察项目，在2014年南宁市轨道交通3号线C标段的勘察工作之后，我们已对南宁市的区域地质概况有了初步的认识，但本次勘察场地距离较远，涉及了3号线未涉及的新地层，地理位置对我们来说也比较陌生，因此尽快的熟悉环境是我们初勘工作的重要环节。而通过使用Google Earth的各种功能，大大提高了我们的工作效率。
Google Earth（谷歌地球，以下简称“GE”）是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件，它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。GE于2005年向全球推出，被《PC 世界杂志》评为2005年全球100种最佳新产品之一。用户们可以通过一个下载到自己电脑上的客户端软件，免费浏览全球各地的高清晰度卫星图片。GE近年来发展迅速，其提供的卫星地图影像和数字高程信息不仅更新速度快、地理信息种类多，还可以通过计算机二次开发，快速下载地图和自动提取高程信息，成为地质工作者的有力助手。
二、CAD图元导入GE的过程
本次勘察中对GE的使用，主要利用一个Auto CAD插件Acad2Kml将CAD中的工程图元转换为可导入GE中的KML文件，该软件由Visual LISP语言编辑而成，主要为一个Acad2Kml.vlx文件，在Auto CAD加载即可运行（该程序版权属于Walter Lam）。
该软件的操作十分简便，以下将主要的操作步骤分为参数确定、CAD图元整理和转换操作三个部分详述：
1、参数确定：
由于工程勘察中通常采用的是大地坐标系，而GE中为经纬度坐标系，需要得到图形范围的公共点坐标资料才可以精确转换两个坐标系统，然而往往公共点的资料作为保密资料，是难以获取的，因此本次勘察中通过地面标志物与地形图对应的方法，该方法精度相对较低，但足够满足我们的使用。主要涉及到的参数如下：
1）基本绘图单位：首先确定CAD底图的基本绘图单位，通常在地形图中，图纸作图比例为1：1000（单位为毫米），即图上测量的1mm的距离等于实际中1000mm即1m的距离，因此其基本绘图单位为米（m），而建筑中常用1：1的作图比例，其基本绘图单位为毫米（mm）。
2）基准点经纬度：基准点作为将CAD图元转到GE中的参照点，是最为重要的参数，由于GE为球面参考系，而CAD为平面参考系，在转换的过程成难免出现变形，而跨度越大，变形越大，因此选择基准点应尽量在线路中部位置，可以减少偏移。如下图在线路中间位置寻找一个地面建筑的角点作为基准点，将CAD坐标系ucs的原点（0，0）重新定位到与该基准点对应的位置上，然后在GE上找到对应的建筑物角点读取其底部的经纬度（22.762648，108.289736）。应当注意的是该经纬度格式要求为十进制的，若显示为度分秒格式，可在工具-设置中修改。
2、CAD图元整理：
若图元数量过多，导入GE后则会导致其运行卡顿，影响使用效率，因此需在转换前删除不需要的图形，或关闭显示不需要的图层（如地形图等图元数量较多的图层），尽量使图件简洁明了，只保留需要的图元（见图2.3整理后CAD图元界面）。目前该插件可支持的图元包括3DFACE、LINE、LWPOLYLINE、POLYLINE、CIRCLE、ARC、TEXT、ELLIPSE、SPLINE。如果要输出其他图元，则可以炸碎或者预先转换成这些图元。
如果担心偏移过大对实际使用产生影响，可保留几个标志物图元在导入GE后进行对比。
3、转换操作
1）加载Acad2Kml插件：
在CAD界面输入“appload”，在弹出窗口找到acad2kml.vlx文件（图2.4），点击加载既完成了加载的过程，但该操作每次关闭CAD后需再次加载，如果想要每次启动CAD后自动加载，可将其添加到启动组中。
2）转换操作
加载成功后会在命令行提示以下信息：
将AutoCAD图元导入Google Earth工具 acad2kml.vlx 加载成功!
键入 acad2kml 或 a2k 即可发动AutoCAD到.kml的转换程序.
键入 ucsmatch 或 um 可以找出与 WCS 不平行的图元.
按照提示键入a2k弹出转换程序参数设定界面，填入之前确定的基准点经纬度参数，基本绘图单位本图为米，其他设定可按照自己的要求填入。填完后点击确定，为输出文件指定位置和文件名，点击保存后提示选择对象，因为我们已经整理过CAD图元了，可以直接选中全部图元，右键确定即可。如果所选图元中含有汉字，则需用文本编辑软件（如记事本）将.kml文件另存为（UTF-8）格式。
双击生成的.kml文件即可自动导入生成的.kml文件，如下图2.6。该文件也可在手机、平板等安装有GE软件的设备上使用。
三、GE在勘察过程中的应用
工程图件导入GE后，为现场的勘察发挥很大的作用，卫星图片相较传统地形图可带来较为直观的认识，帮助技术人员快速的熟悉周边环境，此外还可在现场找孔、工程地质调查和前期地形变化分析三个方面带来帮助，以下针对这三个方面分别详述：
1、现场找孔：
由于本标段地铁线路的布置沿道路底部敷设，勘察中大部分的勘探孔都在道路路面上，然而由于路面的车流量大，勘探点放样后的油漆标记往往在车辆的行驶后磨损变淡，或被路面灰尘覆盖，而业主提供的地形图测量时间较早，路面宽度、位置和周边建筑物均有一定变化，使得勘察中部分勘探孔的位置难以寻得。
以沙井停车场出入段线为例，该段线路勘探孔均在道路上，周边多为厂房，形状相似，通过地形图对照易混淆各厂房建筑，且该路段道路经过整修拓宽，与地形图有一定出入，使得部分勘探孔难以寻得，如MDZ2-T048（图3.1、3.2），CAD图中，钻孔紧贴道路中间隔离带，道路两侧为施工区，无明显建筑物，现场在对照图纸寻找无果后对照GE中的卫星图片，发现该钻孔位于道路右侧第二条车道上，对照路边花台的缺口，很快便找到了钻孔位置。
2、地质调查
为了解项目周边的区域地质情况，本次勘察收集了南宁幅1：200000区域地质图作为工程地质调查的基础资料，但地质图采用经纬度坐标系统绘制，在与工程图纸的叠加中亦存在坐标转换的问题，在缺乏公共点资料的情况下，可将地质图作为图像叠加层插入GE中，只需在添加图片叠加层的界面中输入图片四个边线的经纬度，即可完成图像叠加。GE中可对该叠加图层进行透明度设置、海拔高度设置和图片旋转，在图片半透明的状态下可通过大型地面标记物（如河流、湖泊等）校准图片叠加层的平面位置，通过校核后的地质图平面位置可提供一定的准确度，可为工程地质调查中寻找地层分界位置提供了参考。
3、前期地形变化分析
利用GE的历史图片功能，可显示近些年早期的卫星图片，通过前后图片的对比可以了解道路前期的原始地形、道路位置施工前存在的水塘、高地、洼地等地形情况，可以推测出可能存在的塘泥和填土的范围，为推测线路上的地质环境变化提供依据。
四、总结
Google Earth作为一个免费的软件，展现了十分强大功能，虽然其精度尚不能满足施工设计的要求，但卫星图片带来的直观信息大大改善了地质技术人员的熟悉地质环境的方法，其提供的各种扩展功能可有效的提高工程地质勘察中的工作效率。该软件在线路设计人员中已有较为普遍的使用，本次南宁轨道交通4号线中对该软件应用的尝试，作为该软件在勘察工作中的尝试，还只能浅尝辄止的探索出其基础的功能，其强大的扩展功能还可以创造出许多新的可能，希望在未来的工作中能够继续探索出新的工作方法。
论文作者:陈大州,李帅
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：经纬度论文; 基准点论文; 南宁市论文; 位置论文; 地形图论文; 图片论文; 地质图论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;