Google Earth在公路工程可行性研究中的应用1.pdf

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1、公路交通技术2 0 0 8年 1 0月 第 5期T e c h n o l o g y o f H i g h w a y a n d T r a n s p o r t O c t 2 0 0 8 N o 5 G o o g l e E a r t h在公路工程可行性研究 中的应用 王子 明 ( 广东省公路勘察规划设计院有限公司， 广州5 1 0 5 0 7 ) 摘 要： G o o g l e E a r t h具有强大的三维卫星影像图浏览功能， 目前国内外各种基于G o o g l e E a r t h的应用不断涌现。在公 路工程可行性研究中， 经常需要卫星影像 图作为放线的基础资料，

2、 及后期动画的演示。介绍 G o o g l e E a r t h 软件与其它 相 关软件 的配合 ， 形成一套 完整的应 用于公路工程 可行性研 究的解决 方案 。 关键词 ： G o o g l e E a r t h ； 公路 ； 可行性研 究 文章编号 ： 1 0 0 9 6 4 7 7 ( 2 0 0 8 ) 0 5 0 0 0 4 0 3 中图分类号： U 4 1 文献标识码： A A p p l i c a t i o n o f G o o g le E a r t h i n F e a s i b i l it y S t u d y o f E x p r e s s

3、w a y P r o j e c t WANG Zi mi n g Ab s t r a c t ：Du e t o i t s p o we r f u l t h r e e d i me n s i o n a l s a t e l l i t e i ma g e b r o ws i n g t e c h n i q ue ， t h e Go o g l e Ea r t h h a s r a i s e d a n u p s u r g e t h rou g h o u t the w o r l d ，a n d v a r i o u s a p p l i c

4、a t i o n s b ase d o n t h e G o o g l e E a r t h a r e s p r i n g i n g u p o n e a f t e r ano t h e r I n F e asi b i l i t y S t u d y of e x p r e s s w a y p ro j e c t s ，t h e s a t e l l i t e i m a g e s a r e o ft e n r e q u i r e d as t h e f u n d a me n t al d a t a f o r p a y o f

5、f an d an i ma t i o n d e mo n s t r a t i o n i n l a t e r p e rio dTh i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e c o o r d i n a t i o n 0 f t h e G oog l e E a r t h s o f t wa r e w i t h o the r r e l a t e d s o f t w a r e s o as t o for m a c o mp e t e s o l u t i o n a p p l i e d for f e a

6、si b i l i t y s t u d y o f e x p r e s s w a y p r o j e c t Ke y wo r d s ：Goo g l e Ea r t h；e x p r e s s wa y；f e a s i b i l i t y s t u d y 卫星影像 图对于工程规划和设计是比较重要的 基础资料 。在公路工程可行性研究 中， 可 以在卫 星 影像 图上放线 ， 使项 目有一个 比较清晰的走 向； 也可 以在影像图的基础上描绘 区域路 网图 ， 以供交通量 分析之用 ； 还可以在三维影像图上进行公路路线演 示 ， 以获得比较直观的效果。在以往

7、的项 目可行性 研究中， 基本上是购买测绘部门的影像图， 比例尺一 般是 1 ： 5 0 0 0 0 ， 且要想获得准确的经纬度还需查图， 然后一张一张拼起来 ， 工作量较大。影像图应用 于 其它地理信息系统软件有一定 困难 ， 更难 以应用 于 三维动画演示 。而在 G o o g l e E a r t h中的影像 图， 其大 部分地区的精度 同样 达到 1 ： 5 0 0 0 0 ， 个别地 区的精 度甚至达到 1 ： 1 0 0 0以内， 道路上的汽车清晰可见， 完全满足可行性研究的需要 。因此 ， G oog l e E a r t h对 提高公路可行性研究编制的工作效率和丰富汇报效

8、 果可以发挥一定的作用。 E a r t h上 的 全 球 地 貌 影 像 的 有 效 分 辨 率 至 少 为 1 0 0 m， 通常为 3 0 m( 例如中国大陆) ， 山区 、 军事禁区 等分辨率较低 ， 视角海拔高度为 1 5 k m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 1 m和 0 6 m左右的高精度影像 ， 视角高度分别约为 5 0 0 m和 3 5 0 m 。G o o g l e E a r t h的个人版共有 3个版 本， G o o g l e 将最低版本定为 F r e e 软件( 免费) ， 可以不 限时 间 自由使 用。而 P l u s版

9、( 2 0美 元 年 ) 、 P r o版 ( 4 0 0美元 年 ) 都是 收费的。这几个 版本 的区别 是 P l u s 版、 P r o版增 加 了一些诸 如绘制线 条 多边形 、 G P S导航 、 统计 、 录制 电影等功能， 但 它们 的全球地 貌影像都是一样 的。如果遇到分辨率不高的地区， 可以采用贴图的方式， 将高分辨率的影像 图贴人 G o o g l e E a r t h 。G o o g l e E a r t h的运行必 须有 网络支持 ， 因此运行 G oog l e E a r t h的电脑必须连通互联 网。 2 G o o g l e E a r t h在公路

10、工程可行性研究中的应用 1 Go o g ! e E a r t h简介 G o o g l e E a r t h在公路 工程可行性研 究 中的应 用 G o o g l e E a r t h是美国 G oog l e 公司发布的一款全 主要有 3 方面： 一是截取卫星影像图作为公路可行 球卫星地 图集成软件 ， 它可以经计算得出三维地 图， 性研究放线之用 。截取的影像图可以根据需要采取 并且具有一定的地理信息系统软件 的功能。G o o g l e 不同的比例。由于 G oog l e E a r t h没有大幅输 出影像 收稿 日期 ： 2 0 0 7 1 2 2 1 作者简介 ：

11、王子 明( 1 9 7 2 一) ， 男 ， 广东省花县人 ， 本科 ， 高工 2 0 0 8 年第 5 期 王子 明： G o o g l e E a r t h在公路工程可行性研 究中的应用 5 图的功能 ， 输出的影像 图往往采用拷屏的形式 ， 一般 不能满足需要， 因此要获得满意的影像图， 必须依靠 其它软件配合。二是从 G o o g l e E a r t h 获取路网信息， 作为交通量预测的分析 路网。通过 G o o g l e E a r t h获 取的路网坐标和里程等属性是 比较精确 的， 其它 的 路网信息如公路等级车道数等还是需要进行调查获 得。三是公路 的动画演示 。

12、通过 G o o g l e E a r t h录制 的动画， 可以非常直观地考察路线经过地区周边的 地形地物 ， 以及与周边路 网的相互关 系。特别是在 山区， 演示 的效果更好 ， 更能充分 发挥 G o o g l e E a r t h 三维地形的功能。 通过以上 3 方面的应用， 可以提高可行性研究 的工作效率 ， 使交通量预测分析路 网更符合实 际情 况 ， 出版的文件更加美观， 使可行性研究 的汇报手段 更加丰富。实践证 明， G o o g l e E a r t h在公路可行性研 究中得到了很好的应用。图 1 是应用于公路可行性 研究的一个实例。 图 1 应用实例 3 Go

13、o g l e E a r t h与其它软件配合使用 G o o s l e E a r t h与其它软件配合使用 ， 就是利 用其 它软件的相关功能 ， 方便快捷地进行影像图的截取 ， 并利用地理信息系统软件， 对截取的影像图进行处 理， 同时将公路路线文件导人到 G o o g l e E a r t h中， 以 便进 行 直观 演 示 和 录制 动 画。其 中录 制 动 画在 G o o g l e E a r t h中可 以完成 ， 不需其 它软件。A u t o C A D 放线是工程人员 的基本技术 ， 在此不再细述。各种 相关软件及配合使用的流程见 图 2 。 3 1 S t i

14、 t c h Ma p s 截图 S t i t c h M a p s 是德 国 P e t r B e z d e c k a公 司开 发 的专 用于截取 G o o g l e E a r t h卫星图片的软件 。该软件截 取的图片带有经纬度信息， 可以比较精确地控制截 取的范围和分辨率 ， 截取之后 可以 自动拼成一 张大 图。图片格式有 b m p 、 J P g 和 p n g 3 种 ， 并可以按 O z i 、 G P S T r a c k e r 、 G l o b a l Ma p p e r 、 Wo rl dfi l e 和 Ma p i n f o 等 路 线 放

15、线 研 究 模 块 图2 软件配合使用流程 校准格式存储 ， 方便其它软件 的读取。软件必须 与 G o o g l e E a r t h V 4 0 2 0 9 1 以上版本 同时安装 ， 截 图前 有些参数需进行调整。其中主要的是重叠度( M a p i m a g e s o v e r l a p p i n g ) 和 校准 格 式 ( C a l i b r a t i o n f o r m a t ) 。 重叠度一般按 2 0 即可 ， 校准格式要看下一步是用 哪个软件来处理 ； 也可以分别存储为各种格式 ， 以便 同时使用。专用于 G o o g l e E a rt h

16、截 图的软件有很多， 其中有些可以同时提取经纬度信息， 笔者认为此种 软件是最适用的， 特别是它可以存储为各种软件可 用的校准格式。 3 2 Gl o b a l Ma p p e r 处理 G l 0 b al Ma p p e r 是 美 国 G l o b a l Ma p p e r S o f t w a r e L L C 公 司开发的用于浏览、 合成 、 输入 、 输 出常用的光栅 、 高程及矢量数据集 的软件 ， 它可以编辑 、 转换 、 打印 各类地图图形文件 ， 跟踪记录 G P S及对数据库运用 G I s ( 地理信息系统 ) 功能。8 0版增加 了直接访 问 U S

17、G S ( 美 国地质勘探局 ) 卫 星照片 、 T e r r a S e r v e r 数据 库和 G l o b al Ma p p e r 内部 的地形图及 以真实的 3 D方 式查看海拔数据的功能。它可 以转换数据集的投射 方式以符合项目的座标系统， 并可同时对数据集的 范围进行裁剪 。它还提供距离 和面积计算 ， 提供光 栅混合、 对比度调节、 海拔高度查询、 视线计算和一 些高级功能， 如图像校正， 通过地表数据进行轮廓生 成 ， 通过地表数据观察分水岭， 将 3 D p o i n t 数据转换 为三角多边形和网格化等。 Global M a p p e r 在这里 主要 用

18、 于提取 S t i t c h Ma p s 截取的图片的坐标 信息。打开 图片后 ， 点击控制中 心( C o n t r o l C e n t e r ) ， 点击元数据 ( m e t a d a t a ) ， 便可 以获 得图片左上角和右下角的经纬度。另外 ， 用于转换 A u t o C A D格 式 的路 线 方 案 为 G o o g l e E a r t h可读 的 K M L K M Z 格式文件， 将路线方案读取到 G o o g l e E a rt h 交 通 分 析 路 网 生 成 模 块 6 公路交通技术 2 0 0 8生 中之后 ， 再进行后一步处理。在转

19、换时， 必须确定 2 个参 考点 ， 将路 线方 案在 A u t o C A D上 的坐标 与在 G o o g l e E a r t h中的经纬度对应起来 ， 进行坐标转换 ， 才能以准确的位置在 G o o g l e E a r t h中反映出来。 3 3 T r a n s C A D提取路网信息 T r a n s C A D是美 国 C a l i p e r 公 司开发 的第 1 个 专 供交通专业人员使用 的地理信息系统( G I S ) ， 用 于储 存 、 显示 、 管理 和分析交通数 据。T r a n s C A D中只能 打开 F格 式 的图片 ， 因此需将 S

20、t i t c h M a p s 截取 的 J P G图片转 换为 T I F格式 。打开 图片后 ， 按上 一步 骤提取的经纬度进行校准 ， 就可以按 照图片 的真实 经纬度进行处理。要获取路网信息， 较原始的方法 是描图， 即照着 图片上显示 的公路 一步一步地描 。 这种方法工作量较大 ， 但如果没有现成路 网时 也只 能这样做。较方便 的方法是将“ 中国电子地图” 软件 中的路 网导 出， 用 G l o b al M a p p e r 和 Ma p i n f o 转换后读 入 T r a n s C A D； 还可以将 G o o g l e E a r t h中一些现成 的路

21、 网地标文件导出， 用 G l o b a l M a p p e r 和 M a p i n f o 转换后 读人 T ra n s C A D 。这些导出的路网都带有经纬度坐 标 ， 可以直接在 T r a n s C A D中显示 ， 进一步处理后 可 以用于交通分析。 4 结语 G o o g l e E a r t h 是一个充满创意 的软件 ， 让人们 可 以很方便地了解其所处的地球情况， 其发展前景不 可估量。G o o g a e E a r t h 结合其它软件应用于公路工 程可行性研究 ， 是一个典 型的创 新型应用 ， 也只是 G o o g l e E a r t h在

22、公路工程领域一个小小 的发挥。本 文介绍的配合应用 ， 是笔者在实践中总纳的 验 ， 供 工程技术人员参考。 参 考 文 献 1 党安荣， 贾海峰， 易善桢 A r c G I S 8 D e s k t o p地理信息系统 应用指南 M 北京： 清华大学出版社 ， 2 0 0 3 2 谭浩， 张庆新 G o o g l e E a r t h 在公路设计中的应用 J 西南公路， 2 O 【 】7 ( 1 ) ： 6 4 6 5 3 沈 颖 T r a n s C A D辅助的高速公路交通量调查方法 J 公路交通科技， 2 O 0 6 ( 1 2 ) ： 1 6 4 1 6 6 4 虞颜， 傅

23、建 中， 应 国强 基于 M a p i n f o 公路工程地理 信息系统研究 J 公路 ， 2 0 0 2 ( 2 ) ： 7 57 7 5 王佳昌， 王晓民 数字地面模型( I Y r M) 在公路工程可 行性研究报告中的应用 J 黑龙江交通科技， 2 0 0 4 ( 8 ) ： 9 39 5 6 孙小年， 尹良龙 交通规划地理信息系统技术在交通 量预测中的应用 J 广东公路交通 ， 2 0 0 0 ( 1 ) ： 4 4 4 7 7 冯永玖， 童小华， 刘妙龙 基于 S u p e r Ma p 的公路工程地 理信息平台研究 J 测绘与空间地理信息 ， 2 0 0 8 ( 1 ) ：

24、1 2一l 6 8 满延刚 略论公路 C A D与 G I S 的集成 J 湖南交通科 技 ， 2 0 0 4 ( 3 ) ： 1 3 8 1 4 0 1 I p (，( i 0 ： = ，0I ： ( ( 上接 第 3页) 2 )土体 在堆载结束 后的 8 0 d内固结度达 到 9 0 以上 ， 沉降区域稳定 ； 加固深度在 1 5 i n以上 ， 加 固效果明显 ； 3 )塑料排水板堆载预压法处理深厚层软土 ， 可 以加快软土的沉降速率 ， 缩短工期 ， 降低成本 ， 是一 种既经济又合理的地基处理方法 ； 4 ) 从稳定性和沉降速率分析， 可以适当加快加 载速率， 以争取较多的预压期，

25、达到减少工后沉降的 目的； 5 )在堆载作用下 ， 加固区土体发生 向内侧 的水 平向变形 ， 地 面出现裂缝。若在加固区附近有建筑 物， 这种较大的侧 向位移必须引起足够重视。 参 考 文 献 1 黄生文 公路工程地基处理手册 M 北京： 人民交通 出版社 ， 2 0 0 5 张雅丽， 王志权 塑料板排水预压法加固软基效果分 析 J 岩土力学， 2 0 0 2 ， 2 3 ( 5 ) ： 6 5 4 6 5 7 刘鹏 ， 熊燕， 徐然 塑料排水板堆载预压技术在 填海工程中的应用 J 华东交通大学学报， 2 0 0 4 ， 2 1 ( 2 ) ： 3 5 3 8 周健， 曾远， 苏燕 位移反分

26、析法在排水预压处 理软基中的应用 J 地下空间与工程学报 ， 2 0 0 6 ， 2 ( 2 ) ： 3 4 03 4 4 沈才华 ， 宋少华关于塑料排水板的真空联合堆载预 压软基处理的位移反分析研究 J 公路交通科技， 2 0 0 3 ( 1 2 ) ： 2 02 4 李丽慧， 王清 ， 王剑平， 等 真空排水预压土体变形的 压力路径分析 J 工程地质学报， 2 0 0 1 ， 9 ( 2 ) ： 1 7 01 7 3 冯仁祥 ， 扬帆 嘉兴 2 0 0 k V秀水 变电所 软基上覆水真 空预压加固 J 水利水电科技进展， 2 0 0 3 ， 2 3 ( 1 ) ： 5 5 5 7 李豪， 高玉峰， 刘汉龙， 等 真空一堆载联合预压加固软 基简化计算方法 J 岩土工程学报， 0 0 3 ， 2 5 ( 1 ) ： 5 9 6 2 J 1 j 1 1 j