基于Trimble MX7移動實景影像測繪系統的公路運營管理

基于Trimble MX7移動實景影像測繪系統的公路運營管理

韓彥偉

(華北地質勘查局519大隊，河北 保定 071000)

一、引言

我國公路里程每年都在迅速增長。一方面公眾對公路配套的交通信息服務需求顯著提高，另一方面公路管理部門的管理技術水平又遠遠落后于公路硬件的建設。落后的、零散的高速公路管理方式已經無法適應這一狀況的發展，問題主要體現在以下幾個方面：①機動車保有量增長的速度遠遠大于公路建設速度。同時，一方面新建改建公路里程快速增長，一方面原有道路因資金不足、交通量過重等原因大范圍損壞，造成公路資源相對不足。周邊環境的變化迅速，公路原有的布局、設計、出入口布置等方面無法快速滿足這一變化，導致交通堵塞、事故頻繁和環境污染日益緊張。②相比公路建設水平而言，公路路網整體管理水平大大滯后，缺乏先進的管理思想和手段，先進的設備使用有限或不能充分發揮作用。

在路政管理、路產管理及綜合養護管理過程中，公路路政巡檢部門為了確保轄區內公路線路的正常運作，需要安排路政巡檢人員定期到每條公路線路對公路及其附屬設施(路線、路基、路面、沿線設施、橋涵及交叉工程、綠化)和路況質量進行檢查、測量、評定，還需要對公路的養護管理資料(公路病害資料、公路病害修復信息、公路日常養護信息等)進行更新、存儲等，并且為養護管理人員提供數據分析以提高管理質量。路政巡視檢查和評測工作為所轄區域的正常交通暢通等提供了重要保障。車載移動測繪系統為公路路政巡檢與養護提供全方位的支持，完成對公路設施從病害檢測、養護計劃下達和養護竣工驗收的閉環管理。

車載移動測繪技術是一種新興的空間地理信息獲取與更新技術，它是在機動車上裝配全球導航衛星系統(GNSS)、相機系統(CCD)、慣性導航系統(INS)等先進的傳感器和設備，在車輛的高速行進中，快速采集道路及其兩旁地物的空間位置數據和屬性數據，數據同步存儲在車載計算機系統中，事后基于數字圖像數據進行空間地理信息提取與分析，形成內容豐富的空間信息數據庫。

二、Trimble MX7移動實景影像測繪系統

Trimble MX7是一套安裝在各種移動載體平臺上的空間影像獲取系統，該系統將工業化的高分辨率360°全景數字相機、高精度的定位定姿子系統、大容量的存儲子系統，以及工控組件等緊密集成為一體化系統，用于獲取具有地理參考信息的全景數字圖像，滿足資產清查與管理、影像日志獲取及GIS數據更新。該系統采用模塊化設計，通過無線連接方式，用觸摸式平板電腦進行數據采集控制，在車輛的高速行進過程中，能快速采集道路及各種附屬設施的空間數據和屬性數據，系統組成如圖1所示。

圖1　Trimble MX7系統組成與安裝

三、MX7移動實景影像測繪系統在公路運營管理中的優勢

公路的運營維護管理是一個長期的過程，需要對不同時期、不同級別公路數據進行綜合對比分析，因此公路各種地物特征數據采集也要求定期、定時進行。通過MX7車載實景影像移動測繪系統進行道路數據采集，具有以下優勢：

1) 不影響公路的正常作業，數據采集快速高效(測繪車行駛速度可達60～120km/h)，數據精度高。

2) 系統的位置、姿態信息獲取采用GNSS輔助慣導的集成解決方案，能克服GNSS信號失鎖問題。

3) 一套系統即可在較短時間內完成公路沿線所有數據的一次性采集，既保證了高質量、高一致性的數據獲取，同時也降低了數據采集成本。

4) 系統組件具有高穩定可靠性，在隧道等復雜環境下系統運行穩定，能長時間連續作業。

5) 系統無須檢校標定，安裝與拆卸靈活，可根據公路建設與管理的需求，按照不同周期進行數據采集。

6) 通過獲取的360°高清數字圖像數據進行道路各種設施、路面等特征地物的識別提取及相應的空間三維量測與分析。

四、MX7移動實景影像測繪系統數據采集與處理

Trimble MX7作業包括現場數據采集與內業數據處理兩大步驟。數據采集時要進行系統安裝、基站(或控制點)布設與MX7移動數據采集(POS數據/數字全景圖像數據采集)；內業數據處理包括定位定姿數據解算、數字全景圖像數據地理參考重建，提取成果數據等內容。

五、MX7移動實景影像測繪系統在公路運營管理中的應用

目前，Trimble MX7移動實景影像測繪系統在公路運營管理中的應用主要集中在以下幾個方面：公路基礎空間地理數據獲取與更新、道路資產管理、公路三維實景影像在線發布與瀏覽等。

1. 公路基礎空間地理數據獲取與更新

隨著公眾交通信息服務等業務的不斷發展，對道路基礎地理數據獲取與更新提出了更高的要求，要求獲取的道路數據具有高精度、高可靠性與現實性。通過MX7系統快速獲取的空間數據與屬性數據可以滿足各種不同的應用需求。

通過MX7系統數據后處理平臺Trident Imaging，可基于MX7系統獲取的360°全景數字影像創建車道線、道路邊線、交通標志標牌、信號燈、匝道、平交道口等公路基礎空間地理數據。同時也可以將不同時期已有的公路基礎空間地理數據加載疊加到最新采集的公路實景影像數據上，對原有基礎空間地理數據進行編輯與更新。

2. 道路資產管理

公路沿線兩側有各種交通安全與管理設施，如護欄、里程樁、路燈、通信電桿、公路通信、監控、緊急電話、交通標志、信息顯示屏、綠化帶等。在公路運營過程中，經常會出現各種資產因損壞、交通誘導指示變化等因素發生空間位置或信息變更，需要不定期地對各種設施進行維護與更新，在維護更新時需要對各種資產有精確的定位，這些位置信息需要通過公路資產GIS數據庫來獲得。同時對發生變更或已作維護的設施應記錄到公路資產管理數據庫中，做到公路資產現狀與公路資產數據庫高度一致。通過MX7移動實景影像測繪系統，可以創建公路資產數據庫，同時也可基于最新實景影像對公路資產維護信息進行快速更新。

3. 公路三維實景影像在線發布與瀏覽

MX7移動實景影像測繪系統獲取的360°街景影像與公路矢量地圖數據集成，構成三維實景影像與二維電子地圖聯動，通過網絡發布后，公路管理人員可在二、三維實景影像地圖上進行公路資產的空間量測、維護信息查詢等(如圖2所示)。

圖2　三維實景影像與二維電子地圖在線發布

六、結束語

在數字交通建設與管理中，道路標線、交通標志等道路特征可以定位出車輛行駛的正確位置，以便對其行駛進行有效控制，對維護交通秩序、保障行車安全都起著極其重要的作用。Trimble MX7移動實景影像測繪系統能提供一種新的測圖數據源，為道路施工測量、道路資產管理、道路維護、智能交通的基礎數據建設提供快速、準確的高精度數據采集方式，對道路等GIS基礎數據實現快速更新提供了支持。該系統無論是數據采集速度、采集方式、數據的豐富程度還是后期數據處理都有一個質的飛躍，滿足了當今公路行業對空間地理信息獲取與更新的需求，大大提高了公路管理部門的工作效率。

(本專欄由天寶測量部和本刊編輯部共同主辦)

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