基于實(shí)景三維gis數(shù)字公路的技術(shù)與應(yīng)用解決方案

1、基于實(shí)景三維基于實(shí)景三維GISGIS數(shù)字公路的技術(shù)與應(yīng)用解決方案數(shù)字公路的技術(shù)與應(yīng)用解決方案更新時(shí)間：更新時(shí)間：2010050620100506詳細(xì)說明詳細(xì)說明一、引言一、引言在公路，尤其是高速公路傳統(tǒng)的日常道路運(yùn)行中，我們的養(yǎng)護(hù)、維護(hù)、路政、救援、應(yīng)急指揮等管控作業(yè)流程通常需要通過收集各級管理、養(yǎng)護(hù)和現(xiàn)場反饋大量的運(yùn)行情況，然后看設(shè)計(jì)文件、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、圖紙、照片來了解、分析、決策。然而，由于這些傳統(tǒng)的管控作業(yè)往往會由于資料量大、不全、不

2、準(zhǔn)、難找，十分困難、低效；即便找到了，這些傳統(tǒng)的資料對于非專業(yè)人員來說，數(shù)據(jù)枯燥、圖形抽象、信息孤立而難以關(guān)聯(lián)，以至嚴(yán)重影響我們的道路運(yùn)營和養(yǎng)護(hù)管理水平，在道路應(yīng)急救援、搶險(xiǎn)的時(shí)候這個(gè)問題更加突出。這樣的問題在幾條高速公路的運(yùn)行管理中已經(jīng)明顯的產(chǎn)生了。隨著“7918”規(guī)劃的實(shí)施，這幾年我們很多省已經(jīng)形成了幾百、上千公里的路網(wǎng)，一些大省更是將形成3千到5千公里的路網(wǎng)，當(dāng)高速公路形成網(wǎng)絡(luò)后這個(gè)問題必將更加嚴(yán)重。一種采用高清數(shù)字?jǐn)z影攝像陀螺儀

3、GPS三種技術(shù)組合的移動(dòng)式道路實(shí)景信息采集技術(shù)，即所謂基于MMS技術(shù)的實(shí)景三維GIS的應(yīng)用，必將徹底改變這種狀態(tài)。當(dāng)我們采用了基于MMS技術(shù)的實(shí)景三維GIS系統(tǒng)以后，你可以將每一公里道路、每個(gè)立交、隧道、橋梁、收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、邊坡、涵洞、上跨下穿管線，乃至任何你要關(guān)注和管理的構(gòu)造物、設(shè)備都采集到你的路段、路網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)庫以后，你不用挪動(dòng)一步路，你所管控的任何對象分分秒秒之間將以實(shí)景視頻的方式展示在你的面前！你可能不信，上千公里高

4、速公路要采集這么多的基于GIS的構(gòu)造物、設(shè)備信息，需要多大的數(shù)據(jù)庫支撐？需要多少時(shí)間采集？你可能懷疑，如此龐大的GIS數(shù)據(jù)庫，調(diào)用某個(gè)信息需要多少時(shí)間一個(gè)這樣的公路網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)庫能同時(shí)支持多少用戶？使用是否方便？本文將在下面的篇章里用數(shù)據(jù)和案例告訴你。二、二、GISGIS技術(shù)與公路管理的關(guān)系技術(shù)與公路管理的關(guān)系截至2009年底，我國建成的高速公路已經(jīng)達(dá)到6.5萬公里左右。公路的一個(gè)突出特點(diǎn)是：點(diǎn)多、線長、網(wǎng)狀、面廣。一個(gè)省、一個(gè)地區(qū)直到

5、一個(gè)國家，都會有一個(gè)龐大的公路網(wǎng)，這些公路網(wǎng)必然是由許許多多道路、橋涵、隧道、邊坡、綠化、立交、收費(fèi)站、監(jiān)控站、配電房、服務(wù)區(qū)、停車區(qū)等等各種設(shè)施和構(gòu)由于公路管理的分散性和大空間跨度性，空間地理信息成為鏈接公路運(yùn)營管理服務(wù)包括收費(fèi)、通信、監(jiān)控系統(tǒng)及各業(yè)務(wù)系統(tǒng)如養(yǎng)護(hù)、路政、資產(chǎn)管理系統(tǒng)的信息基礎(chǔ)設(shè)施，采用各種先進(jìn)科技、提高公路管理水平，實(shí)現(xiàn)公路可視化、信息化綜合管理，已經(jīng)成為公路基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)與建設(shè)的緊迫要求。多年來，國內(nèi)外學(xué)者陸續(xù)將地理信

6、息技術(shù)引入到公路信息化管理，在公路建設(shè)、路政執(zhí)法和資產(chǎn)管理方面取得較好的效果。美國聯(lián)邦公路局將GPS、GIS及多媒體視頻等技術(shù)應(yīng)用到公路資產(chǎn)管理，可以迅速的定位查看損壞的公路資產(chǎn)視頻，保證了道路的安全性[4]。新西蘭ROMDAS集成GPS和Video，用GPS中心線實(shí)現(xiàn)了可視化的公路管理[5]。但是，在我們國內(nèi)的具體應(yīng)用中，由于公路系統(tǒng)內(nèi)包括運(yùn)營、路政、養(yǎng)護(hù)等多個(gè)部門，各個(gè)部門有各自的信息系統(tǒng)，彼此之間的數(shù)據(jù)也是由各自部門維護(hù)。因?yàn)椴捎?/p>

7、不同的數(shù)據(jù)格式和交換格式，導(dǎo)致無法整合到統(tǒng)一的地理數(shù)據(jù)平臺上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)挖掘，不能有效實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享，從而使得各個(gè)部門之間難以實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同，決策者難以通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)展示平臺及時(shí)全面地掌控整體的公路運(yùn)營狀態(tài)。而早期的GIS應(yīng)用一般采用傳統(tǒng)的二維地圖顯示方位信息，不能顯示詳細(xì)的環(huán)境信息（山體、邊坡的形態(tài)等），而對于分布在狹長的地表公路，穿越高山峽谷等各種復(fù)雜的地理環(huán)境，三維的環(huán)境構(gòu)造的信息和數(shù)據(jù)是十分重要的。一旦雪災(zāi)、地震、滑坡、水

8、災(zāi)等自然災(zāi)害不期而至?xí)r，需要通過歷史的和實(shí)時(shí)的環(huán)境信息對比為決策指揮提供依據(jù)，而這些卻正是二維地圖數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)的。另外，在二維地圖上，所有的公路設(shè)施都是以平面投影的符號來表達(dá)的，不但不夠直觀，有時(shí)還會導(dǎo)致判讀的困難，例如：當(dāng)一個(gè)桿上有幾個(gè)標(biāo)志時(shí)，就只能以變通方式表示，需要有一定識圖經(jīng)驗(yàn)的人才能讀懂。二維地圖上，也無法全面表示立面目標(biāo)之間準(zhǔn)確的相對關(guān)系，諸如橋梁上的標(biāo)志或廣告牌與橋梁之間的相對關(guān)系，電線與路牌之間的相對關(guān)系等等。這樣就不能

9、通過信息系統(tǒng)對立面設(shè)施進(jìn)行查詢、觀察和分析。這種狀況嚴(yán)重影響了GIS技術(shù)在公路領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、3D動(dòng)畫技術(shù)的發(fā)展，為了讓非GIS專業(yè)人員在廣大領(lǐng)域更方便的使用GIS技術(shù)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、3D動(dòng)畫技術(shù)開始與GIS技術(shù)結(jié)合，出現(xiàn)了三維仿真GIS的應(yīng)用，較好地克服了一般業(yè)務(wù)、管理人員利用GIS技術(shù)的困難。但是，由于利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、3D動(dòng)畫技術(shù)建立三維GIS數(shù)據(jù)庫的信息采集和制作困難、周期長、成本高，此項(xiàng)應(yīng)用仍然大面積、多領(lǐng)