談Google Earth在公路選線(xiàn)中的應(yīng)用

王 跡

(中國(guó)公路工程咨詢(xún)集團(tuán)有限公司路橋設(shè)計(jì)研究院分公司,湖北 武漢 430040)

0 引言

公路項(xiàng)目的勘察設(shè)計(jì)與市政項(xiàng)目有著本質(zhì)區(qū)別，由于公路項(xiàng)目一般里程長(zhǎng)，路線(xiàn)穿越區(qū)域多，地形、地物條件復(fù)雜，路線(xiàn)選線(xiàn)的難度也相應(yīng)要大。近年來(lái)隨著科技水平的發(fā)展，涌現(xiàn)出許多新技術(shù)，對(duì)于這些新技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用都亟待探索和研究，先進(jìn)的勘察設(shè)計(jì)技術(shù)是保證工程項(xiàng)目獲得成功的前提條件。

1 分析Google Earth在公路選線(xiàn)中的應(yīng)用

Google Earth也就是人們所說(shuō)的谷歌地球，其是由美國(guó)谷歌公司研發(fā)的一款可視化地球軟件，該軟件的覆蓋面廣，地圖信息數(shù)據(jù)十分的充足，在工業(yè)、工程設(shè)計(jì)以及交通等多個(gè)領(lǐng)域都有較多的應(yīng)用。本文將著重分析其在公路選線(xiàn)中的應(yīng)用，探討該技術(shù)在公路選線(xiàn)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)，其詳細(xì)分析如下：

1)平原區(qū)公路選線(xiàn)，在人們的潛意識(shí)里平原選線(xiàn)的難度可能是所有公路中最小的，但是實(shí)際的工作中事實(shí)并非如此，因?yàn)槲覈?guó)幅員遼闊，平原居住的居民眾多，水土、耕地等多種因素也會(huì)對(duì)選線(xiàn)工作的開(kāi)展造成影響，而傳統(tǒng)的地圖繪制方法更新速度比較慢，難以滿(mǎn)足選線(xiàn)需要。將Google Earth應(yīng)用到公路選線(xiàn)中，效果是不言而喻的。首先，Google Earth圖像信息豐富、影像逼真、視野開(kāi)闊。在圖上，對(duì)地形進(jìn)行較大范圍的俯視，那么就能夠?qū)⒋罅康目煽啃杂嘘P(guān)地形地貌和地物等相關(guān)信息獲取到。通過(guò)Google Earth找出所有控制路線(xiàn)的特征點(diǎn)是比較方便的，并且還有利于對(duì)各種條件進(jìn)行更深入細(xì)致地研究，最終有利于做出高速快捷的方案，對(duì)這些方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從中選擇最佳方案。確定路線(xiàn)方案如果用Google Earth技術(shù)來(lái)進(jìn)行，其優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)方法無(wú)法比擬的。其次，Google Earth圖像非常方便，其不受地形和氣候等因素的影響，能夠直觀(guān)的反映包括地形地貌在內(nèi)的地理信息。另外，Google Earth圖像還具有更新速度快的特點(diǎn)。如果能夠?qū)oogle Earth的影像信息充分利用起來(lái)，那么不僅可以使繁重的野外踏勘工作得以減少，進(jìn)而使作業(yè)條件得以改變，而且還使作業(yè)時(shí)間在一定程度上得到了節(jié)約。利用Google Earth的衛(wèi)星影像，設(shè)計(jì)者足不出戶(hù)就掌握了區(qū)域的城鎮(zhèn)現(xiàn)狀、路網(wǎng)、水系等大量資料，這樣工作人員只需要坐在計(jì)算機(jī)旁邊就能夠掌握所選公路的沿線(xiàn)情況，其降低了工作人員的工作量，而且智能測(cè)繪相較于傳統(tǒng)的人工測(cè)繪來(lái)說(shuō)失誤率更低，其使得選線(xiàn)更加的合理，見(jiàn)圖1。

2)山區(qū)高速公路選線(xiàn)時(shí)，地形是路線(xiàn)方案的主要控制因素。公路設(shè)計(jì)需要收集沿線(xiàn)范圍的地形圖,特別是在前期規(guī)劃和工程可行性研究階段,需要收集盡可能大范圍的地形圖,但是,又很難完全進(jìn)行實(shí)測(cè)。以前只能使用1∶1萬(wàn)或1∶5萬(wàn)地形圖,但這些地形圖往往是多年前航拍測(cè)繪的,其地形地貌地物可能與實(shí)際情況存在較大出入。Google Earth應(yīng)用于山區(qū)公路選線(xiàn)，大大提高了選線(xiàn)的效率。可以先利用ArcGIS對(duì)收集的DTM數(shù)據(jù)文件進(jìn)行處理，生成高程模型圖，在高程模型圖上對(duì)公路路線(xiàn)走廊帶進(jìn)行選擇，再利用1∶1萬(wàn)地形圖及Google Earth衛(wèi)星地圖對(duì)線(xiàn)位進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。這樣選出的路線(xiàn)方案通常比較合理，可行性也高。

2 工程應(yīng)用實(shí)例

Google Earth在公路選線(xiàn)中的作用十分的突出，下面筆者將結(jié)合相關(guān)的案例，對(duì)其作用進(jìn)行詳細(xì)的分析：

1)廣東中山某高速公路工程選線(xiàn)的可行性研究。

該項(xiàng)目位于珠江三角洲中南部，珠江口西岸，區(qū)內(nèi)平原以沿海灘涂和沖積平原為主，局部為可見(jiàn)殘丘，區(qū)內(nèi)高差很小，地面高程基本在-3 m～30 m之間。項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，村鎮(zhèn)密布。特別是村鎮(zhèn)范圍擴(kuò)展較快，新增了很多工業(yè)園，路網(wǎng)的更新較快。項(xiàng)目研究收集到的1∶1萬(wàn)地形圖，由于測(cè)繪年代久遠(yuǎn)，與現(xiàn)實(shí)情況差距較大。在該項(xiàng)目中，影響路線(xiàn)選線(xiàn)的因素主要是沿線(xiàn)村鎮(zhèn)、工業(yè)園、居民區(qū)、路網(wǎng)、水系等。本項(xiàng)目研究主要利用了Google Earth的衛(wèi)星影像用于公路選線(xiàn)。

筆者使用GEtScreen軟件對(duì)項(xiàng)目區(qū)域的衛(wèi)星圖片進(jìn)行下載拼接，得到項(xiàng)目所在區(qū)域的完整的衛(wèi)星影像，對(duì)區(qū)域內(nèi)的地形、地物、水系等情況就掌握得十分清楚。由于項(xiàng)目區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，衛(wèi)星圖像清晰圖高，通過(guò)衛(wèi)星圖統(tǒng)計(jì)征拆、三改等工程量準(zhǔn)確度高，同時(shí)Google Earth的應(yīng)用也在一定程度上降低了工作人員的外出實(shí)地調(diào)查的工作量，工作人員如果想要了解某段公路選線(xiàn)是否合理，只需要對(duì)借助Google Earth就能快速的對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和調(diào)查，這樣也提高了工程可行性研究的質(zhì)量。

2)貴州西部某高速公路工程可行性研究。

該高速公路路線(xiàn)位于貴州省西部，是省高速公路網(wǎng)布局中的第7縱的組成部分，同時(shí)又包含了省網(wǎng)規(guī)劃的六盤(pán)水市高速外環(huán)北段。項(xiàng)目區(qū)地處黔西高原與黔中山脈的過(guò)渡帶，區(qū)內(nèi)高程一般1 770 m～2 500 m，相對(duì)高差一般30 m～300 m。項(xiàng)目沿線(xiàn)人口、村鎮(zhèn)分布密度較稀，拆遷量很小，對(duì)本項(xiàng)目的建設(shè)十分有利。沿線(xiàn)主要構(gòu)筑物有貴昆鐵路、內(nèi)昆鐵路、六盤(pán)水至紅果支線(xiàn)鐵路以及規(guī)劃的滬昆客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路。

在該項(xiàng)目選線(xiàn)過(guò)程中，先通過(guò)ArcGIS對(duì)收集的DTM數(shù)據(jù)文件進(jìn)行處理，生成高程模型圖，在高程模型圖上對(duì)可能的有價(jià)值的路線(xiàn)走廊帶進(jìn)行方案研究。確定了路線(xiàn)走廊后，再通過(guò)更細(xì)致的1∶1萬(wàn)地形圖進(jìn)行路線(xiàn)布設(shè)。山區(qū)公路影響路線(xiàn)選擇的主要因素通常是地形情況。獲取路線(xiàn)范圍更細(xì)致的信息可通過(guò)Google Earth的衛(wèi)星影像來(lái)實(shí)現(xiàn)。項(xiàng)目沿線(xiàn)新增加居民區(qū)、路網(wǎng)、鐵路、工業(yè)園在衛(wèi)星圖上均可清晰辨識(shí)，通過(guò)Google Earth的衛(wèi)星影像圖對(duì)路線(xiàn)方案進(jìn)行優(yōu)化后，路線(xiàn)方案更趨于合理可行。Google Earth在山區(qū)公路選線(xiàn)中也能有較好的應(yīng)用。

3 結(jié)語(yǔ)

Google Earth剛出現(xiàn)時(shí)，僅作為廣大網(wǎng)民的消遣娛樂(lè)之用。而后其強(qiáng)大功能逐漸被知曉，在各行各業(yè)中應(yīng)用的可能性也逐漸得到實(shí)現(xiàn)。在公路路線(xiàn)選線(xiàn)中，Google Earth的應(yīng)用貫穿了從走廊帶研究到方案選擇整個(gè)過(guò)程。在走廊帶選擇及方案比選階段，Google Earth相較于傳統(tǒng)的選線(xiàn)方式來(lái)說(shuō)，能夠幫助設(shè)計(jì)人員更加清晰的觀(guān)察地面環(huán)境變化，選線(xiàn)合理與否通過(guò)Google Earth的觀(guān)察可謂是一目了然，這樣能夠有效的提高施工進(jìn)度及施工效率，降低了施工難度。

隨著我國(guó)智能手機(jī)普遍使用，奧維互動(dòng)地圖這款軟件在手機(jī)上的使用也越來(lái)越多。該軟件組合了很多Google Earth的功能，將路線(xiàn)設(shè)計(jì)方案導(dǎo)入到奧維谷歌地圖中，通過(guò)智能手機(jī)的實(shí)時(shí)定位功能，可以在外業(yè)調(diào)查時(shí)準(zhǔn)確反映路線(xiàn)和調(diào)查者的位置關(guān)系，能極大的便利外業(yè)調(diào)查工作。

總體而言，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用是未來(lái)工程建設(shè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，在告訴公路勘察選線(xiàn)工作中，應(yīng)用數(shù)字技術(shù)有助于設(shè)計(jì)人員了解路況，為選線(xiàn)工作的開(kāi)展提供了較多的便利。

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