Google Earth在公路路線勘測設計的應用

姚 志 剛

(云南省交通規劃設計研究院，云南 昆明 650011)

Google Earth在公路路線勘測設計的應用

姚 志 剛

(云南省交通規劃設計研究院，云南 昆明 650011)

對Google Earth軟件的起源、功能、特點作了介紹，分析了利用Google Earth影像圖及數據，在公路勘察各階段提供導航和定位的方法，以期為路線方案設計、比選及方案匯報提供參考，從而推動公路建設的發展。

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1 Google Earth軟件簡介

1.1 軟件背景

Google Earth來源于Keyhole，2004年10月27日Google收購了Keyhole公司，并于2005年6月推出了Google Earth系列軟件。Google Earth是一款Google公司開發的虛擬地球儀軟件，它把衛星照片、航空照相和GIS布置在一個地球的三維模型上。Google Earth于2005年向全球推出，被《PC世界雜志》評為2005年全球100種最佳新產品之一。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星圖片。

1.2 軟件應用

Google Earth可讓人們前往世界上任何地方，以查看衛星圖像，地圖，地形，3D建筑物，來自外層空間的星系的峽谷海洋。人們可以探索豐富的地理內容，保存參觀場所與其他人分享。Google Earth能夠提供全球各地的歷史影像、海洋專家提供的海底和海平面數據以及具有音頻和視頻錄制功能的簡化游覽功能，具體講，該軟件可以：搜尋和查找衛星圖片以及全球地理信息；查找目的地方便汽車駕駛、飛機駕駛等；方便人們搜索周邊服務，例如餐館、酒店、學校、公園等；測量長度、高度，實時天氣監測；街景視圖，地球城市夜景；制作3D建筑并上傳；核爆模擬等等。

2 Google Earth在公路工程可行性研究階段路線設計的應用

工程可行性研究階段主要的任務是確定路線走廊帶，通過多個路線走廊帶的比選確定最可行、最佳的路線走廊帶。這個階段路線設計需要大范圍的地圖，傳統的選線是通過1∶10 000的紙質地形圖掃描并數字化轉換成數字化dwg格式的地形圖，在數字地形圖上確定路線方案，數字化地圖需要大量人力，工作量大，工作周期很長，大大降低了設計效率，更頭疼的是云南省很多地方并沒有1∶10 000的地形圖，只有選擇更小精度的地形圖，在精度差的地形圖上選出來的路線，可靠性較差，給下階段的設計帶來很多麻煩，如地物不清、等高線稀疏、高程點少，路線看似能通過，在下階段設計中把路線放在高精度的地形圖上問題馬上顯現出來，路線常常穿過密集的居民區或重要的設施在小精度地形圖上不能被發現，縱坡不能滿足設計要求是小精度地形圖等高線稀疏和高程點少造成的，這些問題導致路線方案不可行。Google Earth的問世，它的功能和作用逐步被公路行業了解并利用，大大彌補了公路工程可行性研究階段傳統設計的不足。

公路工程可行性研究階段，首先在Google Earth中初步擬定幾個路線方案，Google Earth優點：地形、地物直觀明了，地圖更新較快，確保地物比較新；缺點：精度略比1∶10 000地形圖差，在沒有1∶10 000的地形圖情況下Google Earth是一個很好的選擇，兩者皆有時可以取長補短。在Google Earth上初步擬定路線走廊帶，按照擬定的走廊帶，再去掃描數字化1∶10 000的地形圖，有效選擇走廊帶內的地形圖掃描數字化，大大減少這個階段工作的盲目性，減少工作量，提高工作效率，節約成本。應用Google Earth第三方截圖軟件如：GEtScreen，BIGE MAP等下載走廊帶的衛星地圖，和數字化的地形圖疊加，解決1∶10 000地形圖地物老舊，兩者取長補短，1∶10 000地形圖和衛星圖相互疊加的圖更可靠，選線更直觀明了。

云南省很多偏遠的地方沒有1∶10 000地形圖，利用Google Earth的免費數據源SRTM(Shuttle Radar Topography Mission，航天地形測繪是指以人造地球衛星、宇宙飛船、航天飛機等航天器為工作平臺，對地球表面所進行的遙感測量。由美國發射的“奮進”號航天飛機上搭載SRTM系統完成。數據經處理后最終所獲取的全球數字高程模型DEM)。利用Global Mapper軟件讀取DEM數據生成三維數字地形圖，疊加于衛星地圖上，精度比1∶10 000地形圖略差，在沒有1∶10 000地形圖的情況下，這是個可靠、經濟的好辦法。

路線方案確定后利用衛星圖片作為底圖，制作成路線方案大掛圖，在路線匯報工作中，更加明白易懂。

3 Google Earth在初步設計階段路線設計的應用

初步設計階段路線設計是在工程可行性研究階段的路線走廊基礎上繼續細化和優化，并確定更精確的走廊帶和路線方案，提供給測繪部門測量1∶2 000地形圖的有效范圍。1∶2 000地形圖測圖過程中地物被遺漏的情況經常出現，衛星圖和地形圖疊加圖的利用有效彌補了1∶2 000地形圖地物遺漏和不準確的不足，疊加衛星圖和地形圖校對，可發現地形圖錯誤的地方，以便重新補測和修正，為施工圖設計階段提供更準確的地形圖。

在初步設計階段，路線方案匯報是一個很重要的步驟，要反復多次匯報，參與人員多，各行各業的人員都有，要使路線匯報被其他行業的參會人員看懂，利用Google Earth是一個極佳的辦法。把已經確定的路線方案，通過軟件Global Mapper轉換成kml或kmz格式，在Google Earth軟件中打開，用屏幕錄像軟件錄制成路線漫游動畫，這種路線漫游動畫既有趣、又直觀明了，觀看匯報的人如身臨其境，再結合衛星圖片為底圖的路線方案掛圖，路線走向就非常明白了。

4 Google Earth在施工圖設計階段路線設計的應用

施工圖設計階段是初步設計把路線方案確定了，在1∶2 000地形圖上繼續細化并確定路線的階段，這個階段Google Earth看似精確度不能滿足，但是還是有Google Earth的用武之地，除了和前階段的相同的利用衛星底圖做掛圖和Google Earth軟件做路線漫游動畫，還有一個重要的作用，這個階段野外勘測、調查成了重頭戲。特別是野外調查，在山高谷深、深林茂密的測區要想找到路線并不是一件容易的事，利用Google Earth軟件制作的路線，導入智能手機或平板電腦(Android操作系統和iOS操作系統)都行，在有wifi的地方順路線瀏覽一遍，緩存到手機上，到工地就不用網絡了，非常方便，深山老林沒網絡也不受制約，拿著移動設備就可以定位，然后找到想要調查的路線。

5 結語

Google Earth在公路路線勘測設計的各階段的應用彌補了傳統設計的不足，為設計人員的設計提供了方便，拓寬了設計人員的視野，有效提高了工作效率。

隨著技術的不斷完善，Google Earth可以實現整個公路,包括邊坡、橋梁、隧道、互通立交的全景漫游，為設計提供檢查、修正、優化的實景資料，不斷推動公路設計的技術進步。

[1] 周冬梅.Google Earth在線路勘測設計中的應用分析[J].北京測繪,2014(8)：71-72.

[2] 方 成，王春暉，吳延明.Google Earth衛星影像圖在道路設計中的應用研究[J].中外公路,2011(4)：134-135.

The application of Google Earth in highway route survey and design

Yao Zhigang

(YunnanCommunicationsPlanningandDesignInstitute,Kunming650011,China)

This paper introduced the origin, function, characteristic of Google Earth software, analyzed the use of Google Earth images and data, provided navigation and positioning method in various stages of highway survey, in order to provide reference for the route scheme design, selection and scheme report, so as to promote the development of highway construction.

Google Earth, image, data, route, survey

2014-11-28

姚志剛(1973- )，男，工程師

1009-6825(2015)04-0210-02

TU198

A