淺談Google Earth在公路測設中的應用

任丙彥 李楊

（河南中原公路勘察設計有限公司，河南 濮陽 457000）

一 引言

谷歌地球（Google Earth，以下簡稱 GE）是一款谷歌公司于2005年向全球推出一款虛擬地球儀軟件，它把衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在一個地球的三維模型上。用戶們可以通過一個下載到自己電腦上的客戶端軟件，免費瀏覽全球各地的高清晰度衛(wèi)星圖片。GE軟件本身具有龐大的數(shù)據(jù)源，我們可以借助該軟件獲得地球上任意地方的地形、建筑物、周邊環(huán)境、交通等資料。同時，該軟件支持動態(tài)放大或縮小，將圖像分層以不同清晰程度顯示。

二 GE在公路選線中的應用

2012年7月，我們在做鶴壁市新老城區(qū)連接線工程施工圖設計前期時，需要選出一條經(jīng)濟合理的線位。然而，現(xiàn)有的地形圖資料較舊，并且業(yè)主要求的設計周期較短，再加上投資限制，不可能對該地區(qū)地形圖進行詳細測量。在本次測設工作中，我們借助GE軟件，較好的完成了設計任務。

1.GE影像圖的獲取及校正

GE擁有豐富的圖像資源，可以通過截圖軟件來截取設計地區(qū)需要的圖像。使用GE6.0、Frame work2.0、Getscreen軟件、稻歌google Map截獲器，實現(xiàn)了選定區(qū)域的衛(wèi)星圖片的自動下載與拼接。

Getscreen軟件是與GE配套的截圖軟件，該軟件可以自定義視點高度，一般視點高度可以取1000m較合適，圖像較清晰，影像的分辨率能達到3～5米，可以滿足道路選線要求。在截圖時可隨意選擇需要區(qū)域，軟件可自動調(diào)整成上北下南的矩形選區(qū)，確定選區(qū)后，將圖片存儲為Jpeg格式文件。經(jīng)Getscreen軟件截取的圖片清晰，省去了繁瑣的人工拼接工作，并較大幅度的減小了拼接的誤差。

另外，稻歌google Map截獲器也是一款較好的GE截圖軟件，使用方法和Getscreen軟件相似，本文在此不再進行詳細介紹，有興趣的讀者可以參考相關(guān)資料。

在GE截圖時，可以根據(jù)該地區(qū)地形、地貌以及路線走廊帶走向選定一些特征點，利用天寶gps儀器進行實地測量，并將測量點導入Auto cad中，并記錄這些特征點的西安80坐標值。同時在GE中記錄這些特征點的WGS-84坐標值。

將拼接完成的圖片導入Auto cad軟件中，對圖片進行平移、縮放、旋轉(zhuǎn)，將GE圖片轉(zhuǎn)換到西安80坐標中，然后根據(jù)GE圖片進行道路選線。

2.GE與Auto cad軟件數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換

GE與Auto cad最大的區(qū)別就是采用的坐標系不同，為實線GE和Auto cad的技術(shù)融合的應用，就要解決坐標系的轉(zhuǎn)換問題。GE采用的是WGS-84坐標，而目前我國采用的兩種坐標系是1954北京坐標系和1980西安坐標系。坐標系的轉(zhuǎn)換可以使用coord坐標轉(zhuǎn)換軟件，其具體使用方法本文不再進行介紹，詳細內(nèi)容可見coord軟件的使用教程。

將路線的中樁坐標轉(zhuǎn)換到WGS-84坐標，然后將轉(zhuǎn)換完成的坐標值寫入kml文件，最后倒入GE中。這樣在GE中就會清晰直觀的顯出路線，通過瀏覽路線在GE中的位置就能進一步觀察路線方案的設計情況。

當然，我們也可以利用一些 GE用戶開發(fā)的 Acad2kml和Kml2dxf軟件，實現(xiàn)GE與Auto cad平面圖形與數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換。還可以利用GE是API數(shù)據(jù)編程直接下載項目區(qū)域內(nèi)的三維數(shù)據(jù)信息，然后構(gòu)建DTM數(shù)模，使選線更有依據(jù)，更加的科學合理。

考慮地理信息安全的因素，目前GE提供的高程精度較低。但在項目的前期階段，可以將其作為設計的輔助資料，來進行路線方案縱斷面設計的比選。

結(jié)合GE的運用，我們在較短的時間內(nèi)完成了項目的前期工作，確定了路線的方案，取得了較好的效果。

三 GE在地形圖測繪中的應用

為了滿足公路工程測設等需要，往往需要測制1：2000或者1：10000等相應比例尺的地形圖作為參考底圖和設計依據(jù)，帶狀地形圖因其實用性、便利性、經(jīng)濟性等原因在工程測量方面越來越被普遍使用。地形圖的測繪需要耗費較多的人力和財力，也需要較長的時間周期。尤其是在山區(qū)，地形圖的測繪工作更加的困難。利用GE上影像較強的現(xiàn)勢性和影像判讀的直觀性，可以將其運用到地形圖的測繪工作中來，以節(jié)約生產(chǎn)時間，提高工作效率，更好的完成地形圖的測繪工作。

將GE影像圖導入到Auto cad軟件后，可以輔助地形圖的測繪。在某些地形復雜，地勢陡峻地區(qū)，可以減少一部分測繪工作，利用較清晰的GE圖片來輔助繪制。同時，可以利用GE圖片與測繪的地形圖來核對，以修正地形圖測繪中的一些錯誤，提高成圖的質(zhì)量。

四 GE在工程方案匯報演示中的應用

可以將GE圖片作為底圖，插入構(gòu)造物、控制點、規(guī)劃圖以及文字說明等，最后修飾與完善后打印出來，這樣便有了一張清晰、美觀、實用、詳盡的路線方案圖。在匯報演示中或者是踏勘現(xiàn)場時，準備一張這樣的路線方案圖，可以提高效率，節(jié)省時間。

GE能夠提供較為詳細的地形、地貌，匯報演示時，可以將一些大型構(gòu)造物三維效果圖與之結(jié)合，已達到更加逼真的顯示效果。構(gòu)造物建模可以借助Auto cad、3D Studio Max等常用建模軟件來完成，也可以使用谷歌公司開發(fā)的另一款軟件Google SketchUP來建模。

GE提供錄制游覽工具，非常便于工程匯報演示。GE錄制的瀏覽短片具有動態(tài)連續(xù)、直觀、易操作等特點，能給聽取匯報的人較好的感官認識。另外也可以利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件將路線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成kml文件，直接在GE打開該文件進行實時的演示。如果說錄制游覽視頻更連續(xù)和完整的表達工程方案，那么GE實時演示更便于工程方案的討論。

五 結(jié)語

利用GE的衛(wèi)星圖像，設計人員可以很方便的掌握區(qū)域的地形地貌、路網(wǎng)、水系、城鎮(zhèn)分布等情況，大大減少了外業(yè)調(diào)查的工作量，可以更加高效、合理、快速的選擇出合理的路線方案。利用GE進行演示，可以使設計方案更加的直觀和易于了解。隨著GE軟件功能的不斷提高，再加上廣大技術(shù)人員的廣泛參與，GE在公路領(lǐng)域的應用也會更廣闊、更深入，效果也會更好。