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

1、基于實景三維基于實景三維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)用解決方案更新時間：更新時間：2010050620100506詳細說明詳細說明一、引言一、引言在公路，尤其是高速公路傳統(tǒng)的日常道路運行中，我們的養(yǎng)護、維護、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)護和現(xiàn)場反饋大量的運行情況，然后看設(shè)計文件、統(tǒng)計報表、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營和養(yǎng)護管理水平，在道路應(yīng)急救援、搶險的時候這個問題更加突出。這樣的問題在幾條高速公路的運行管理中已經(jīng)明顯的產(chǎn)生了。隨著“7918”規(guī)劃的實施，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)組合的移動式道路實景信息采集技術(shù)，即所謂基于MMS技術(shù)的實景三維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)的實景三維GIS系統(tǒng)以后，你可以將每一公里道路、每個立交、隧道、橋梁、收費站、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，你不用挪動一步路，你所管控的任何對象分分秒秒之間將以實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？需要多少時間采集？你可能懷疑，如此龐大的GIS數(shù)據(jù)庫，調(diào)用某個信息需要多少時間一個這樣的公路網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)庫能同時支持多少用戶？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)達到6.5萬公里左右。公路的一個突出特點是：點多、線長、網(wǎng)狀、面廣。一個省、一個地區(qū)直到

5、一個國家，都會有一個龐大的公路網(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營管理服務(wù)包括收費、通信、監(jiān)控系統(tǒng)及各業(yè)務(wù)系統(tǒng)如養(yǎng)護、路政、資產(chǎn)管理系統(tǒng)的信息基礎(chǔ)設(shè)施，采用各種先進科技、提高公路管理水平，實現(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)包括運營、路政、養(yǎng)護等多個部門，各個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。因為采用

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)平臺上進行統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)挖掘，不能有效實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享，從而使得各個部門之間難以實現(xiàn)高效協(xié)同，決策者難以通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)展示平臺及時全面地掌控整體的公路運營狀態(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時的環(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的，不但不夠直觀，有時還會導(dǎo)致判讀的困難，例如：當(dāng)一個桿上有幾個標(biāo)志時，就只能以變通方式表示，需要有一定識圖經(jīng)驗的人才能讀懂。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。隨著計算機仿真技術(shù)、3D動畫技術(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)，計算機仿真技術(shù)、3D動畫技術(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，由于利用計算機仿真技術(shù)、3D動畫技術(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，此項應(yīng)用仍然大面積、多領(lǐng)