Google地球軟件在項(xiàng)目施工策劃中的應(yīng)用

王 少 輝

(中交一公局第一工程有限公司，北京 102205)

·計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用·

Google地球軟件在項(xiàng)目施工策劃中的應(yīng)用

王 少 輝

(中交一公局第一工程有限公司，北京 102205)

結(jié)合登汝高速公路項(xiàng)目實(shí)例，通過圖片的直觀演示，介紹了Google地球軟件的功能及優(yōu)勢，闡述了Google地球軟件在施工中的應(yīng)用方法，為工程設(shè)計(jì)與規(guī)劃提供了新途徑。

Google地球，CAD，圖形，施工策劃

0 引言

Google Earth由于其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)源以及帶給人們?nèi)S可視化的視覺震撼，運(yùn)用到實(shí)際工程中的例子也越來越多。王子明[1]通過Google Earth軟件與其他相關(guān)軟件的綜合應(yīng)用，形成一套較為完整的應(yīng)用于公路工程可行性研究的解決方案；錢李進(jìn)[2]和劉江濤[3]基于Google Earth三維空間選線系統(tǒng)進(jìn)行線路的選線與設(shè)計(jì)，通過該軟件的規(guī)劃設(shè)計(jì)模塊及模擬仿真模塊對關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并用實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證；為了將Google Earth與AutoCAD無縫對接，張瑞[4]、王中等[5]和Wuthrich D[6]分別系統(tǒng)的研究了Google Earth與AutoCAD坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及之間的聯(lián)系，通過大量實(shí)踐證明了該理論和方法的正確性。

本文依據(jù)登汝高速公路項(xiàng)目，基于Google Earth 及CAD軟件，通過將CAD圖導(dǎo)入Google地球中與將Google地球中的圖形導(dǎo)入CAD中兩個(gè)應(yīng)用的展示及實(shí)現(xiàn)方法，闡述了Google Earth的強(qiáng)大功能，本文方法雖然只是一些初等的嘗試，但是也為Google Earth在工程中繼續(xù)應(yīng)用提供了一種新思路，為工程設(shè)計(jì)與規(guī)劃提供了有效手段。

1 Google地球軟件簡介

Google地球是一款虛擬地球儀軟件，其效果就是可以將衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在地球的一個(gè)三維模型上，不僅含有豐富的地理信息，而且還可以免費(fèi)試用。該軟件可以實(shí)現(xiàn)測距、顯示地面高程、任意改變視角、顯示三維圖像等功能，并且可以通過用戶上傳的海量照片以及本身所有的街景功能，讓用戶有身臨其境的感覺。同時(shí)，Google地球提供了一個(gè)開放的平臺，其數(shù)據(jù)與技術(shù)處于不斷更新中[7]。

2 施工中的一些具體應(yīng)用

登汝高速公路位于鄭州市登封市和平頂山市汝州市境內(nèi)，線路全長58.7 km。項(xiàng)目自永登高速公路盧店單匝互通接出，于告成西跨潁河后南行進(jìn)入山區(qū)，經(jīng)白坪鄉(xiāng)、大峪鄉(xiāng)西，在安溝水庫西岸進(jìn)入北汝河沖積平原，南行搭接寧洛高速，為項(xiàng)目終點(diǎn)。

2.1 將CAD圖導(dǎo)入Google地球中

根據(jù)已有的登汝高速公路路線CAD圖，利用轉(zhuǎn)換工具將其轉(zhuǎn)換為.kml文件，打開后即可在Google地球中顯示路線，放大后的細(xì)部效果見圖1，所顯示的是白坪互通主線和各匝道的路線走向，其中N匝道即為所連接的縣道X048，可見導(dǎo)入的路線圖和衛(wèi)星圖重合度很高。與CAD圖相比，在Google地球中顯示的路線更加直觀，信息量更加豐富，同時(shí)，一些問題也會(huì)更加容易發(fā)現(xiàn)，有利于項(xiàng)目的順利開展。

依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在K15+562處設(shè)置2孔直徑5 m的鋼波紋管涵，管涵角度為135°。但從圖2可以明顯看出管涵角度與河道角度不太一致，進(jìn)出口已埋入河道邊的農(nóng)田中，不符合實(shí)際情況，此問題已向設(shè)計(jì)院反映，角度已做出相應(yīng)調(diào)整。

2.2 將Google地球中的圖形導(dǎo)入CAD中

進(jìn)場后項(xiàng)目經(jīng)過比選，初步選定一塊場地，擬作拌和站場址。導(dǎo)入到CAD中的圖形如圖3所示，通過CAD中面積求解操作求得多邊形的面積為9 409.59 m2(計(jì)14.1畝)，同時(shí)也可以查詢各角點(diǎn)坐標(biāo)，通過國土資源部鑒定，該場地不是基本農(nóng)田，允許辦理征用手續(xù)。從而可以在CAD圖中方便地、精確地進(jìn)行場地規(guī)劃，具體布置效果圖見圖4。

3 應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方法

由于Google地球采用的是WGS-84坐標(biāo)系(屬地心坐標(biāo)系)，通過經(jīng)緯度確定地面點(diǎn)位；而現(xiàn)階段我國在工程測量和施工中一般采用1980年國家大地坐標(biāo)系(屬參心坐標(biāo)系)，經(jīng)過高斯投影后變?yōu)槠矫嬷苯亲鴺?biāo)系，在CAD圖中以縱橫坐標(biāo)確定點(diǎn)位。要實(shí)現(xiàn)路線、圖形在Google地球中和CAD圖之間的精確轉(zhuǎn)換，取決于轉(zhuǎn)換軟件的功能是否足夠強(qiáng)大。然而就施工中的應(yīng)用來看，目前的轉(zhuǎn)換程序已經(jīng)滿足精度要求。程序默認(rèn)以CAD圖中向上的方向?yàn)镚oogle地球中的北方向，只需尋找一個(gè)參照點(diǎn)就可以確定整個(gè)平面。

3.1 將CAD圖導(dǎo)入Google地球的方法

將CAD圖導(dǎo)入Google地球的具體操作如下：

1)啟動(dòng)CAD，查看路線圖基本信息并進(jìn)行編輯，調(diào)整路線參照點(diǎn)坐標(biāo)至原點(diǎn)。為避免視圖顯得凌亂，過濾掉路線CAD圖中一些不需要的信息，如路線參數(shù)和特征點(diǎn)信息等，僅保留樁號等有用信息。

為保證導(dǎo)入后位置關(guān)系準(zhǔn)確，需要選定一個(gè)參照點(diǎn)，作為CAD和Google地球結(jié)合的紐帶。從路線說明中可以看出，登汝高速公路設(shè)計(jì)路線的起點(diǎn)位于既有盧店互通區(qū)的主線和匝道的交匯點(diǎn)，此點(diǎn)在衛(wèi)星圖片上較易辨識，可以選為參照點(diǎn)。選定參照點(diǎn)后，在CAD圖中整體移動(dòng)路線，將參照點(diǎn)(即路線起點(diǎn))移至坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0)位置。

2)加載acad2kml.vlx并啟動(dòng)。acad2kml.vlx是將CAD圖轉(zhuǎn)換為Google地球識別的.kml文件的關(guān)鍵程序，但它并非AutoCAD軟件自帶的，需要先行下載軟件包，解壓后將文件“acad2kml.vlx”放入AutoCAD的“支持文件搜索路徑”中，如：“D:Program FilesAutoCAD 2010Support”。

acad2kml.vlx的v加載方法有三種：方法a：在AutoCAD菜單中點(diǎn)取[工具—加載應(yīng)用程序...]，選擇″acad2kml.vlx″即可；方法b：在AutoCAD的命令提示符下輸入“(load ″acad2kml.vlx″)”也可；方法c：直接將文件“acad2kml.vlx”拖拽入AutoCAD繪圖區(qū)即可。加載后在AutoCAD的命令提示符下輸入“acad2kml”或“a2k”，即可啟動(dòng)轉(zhuǎn)換程序。

3)啟動(dòng)Google地球，找到參照點(diǎn)在Google地球的位置，添加地標(biāo)，讀取經(jīng)度緯度。在Google地球查得參照點(diǎn)的位置，并添加地標(biāo)，右鍵屬性，查得此點(diǎn)的緯度和經(jīng)度，將數(shù)據(jù)換算為小數(shù)后，得緯度為34.446 277 78°，經(jīng)度為113.146 741 67°。同樣也可在Google地球菜單欄上，點(diǎn)擊“工具—選項(xiàng)—顯示經(jīng)度/緯度”，為了避免換算，選擇小數(shù)度數(shù)，直接查得顯示的度數(shù)。

4)在CAD命令行鍵入“acad2kml”或“a2k”，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換程序，即出現(xiàn)參數(shù)設(shè)計(jì)對話框，輸入上面的經(jīng)緯度，CAD基本繪圖單位選擇米，見圖5。

5)點(diǎn)擊確定，選擇需要導(dǎo)入Google地球的CAD圖形，生成.kml文件，雙擊之即可導(dǎo)入Google Earth。進(jìn)入Google地球查看時(shí)最好先選取驗(yàn)證點(diǎn)(非參照點(diǎn))進(jìn)行驗(yàn)證，如果互相吻合，表明導(dǎo)入正確，否則應(yīng)查明原因并進(jìn)行改正。

3.2 將Google地球中的圖形導(dǎo)入CAD中的方法

在Google地球中，根據(jù)衛(wèi)星圖片顯示的地理信息繪制圖形。將繪制好的圖形導(dǎo)入CAD中的具體操作如下：

1)選取易于辨識的基準(zhǔn)點(diǎn)，在Google Earth中添加一個(gè)地標(biāo)，取名為“base”。此地標(biāo)的位置轉(zhuǎn)換后將對應(yīng)于AutoCAD中的(0,0)點(diǎn)。同時(shí)選取登汝高速的起點(diǎn)——盧店互通主線和匝道的交匯點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)。

如果不建立此地標(biāo)也是可以的，只需要在后面轉(zhuǎn)換時(shí)手工輸入基準(zhǔn)點(diǎn)的緯度、經(jīng)度即可。

2)將所有待轉(zhuǎn)換的圖形，包括上一步建立的“base”地標(biāo)，全部移入一個(gè)文件夾中。在該文件夾點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“將位置另存為…”，打開對話框，將圖形另存為.kml文件。

3)運(yùn)行kml2dxf.exe啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。kml2dxf.exe是將.kml文件轉(zhuǎn)換為AutoCAD識別的.dxf文件的關(guān)鍵程序，需要先行下載。運(yùn)行kml2dxf.exe后顯示對話框，在輸入文件后打開上一步生成的.kml文件，點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換即可輸出.dxf文件。如果開始未建立“base”地標(biāo)，則需要在點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換前先輸入基準(zhǔn)點(diǎn)的緯度和經(jīng)度，參見圖6。

轉(zhuǎn)換成功后會(huì)顯示對話框，并顯示閉合多邊形投影的面積和周長信息。雙擊生成的.dxf文件，即可在CAD中打開，然后可以查看圖形坐標(biāo)、面積等信息，并可自由進(jìn)行編輯。

4 在施工策劃中的其他應(yīng)用

路線導(dǎo)入Google地球后，可以直觀地查看設(shè)計(jì)路線走向、附近公路位置和居民區(qū)分布、周圍地形地貌特征等，這些信息可以用來協(xié)助尋找項(xiàng)目駐地位置、拌和站位置、鋼筋場位置、預(yù)制場位置、便道位置和率先開工點(diǎn)等。

例如在選擇項(xiàng)目部位置時(shí)，考慮到山區(qū)土地緊張，同時(shí)為了降低費(fèi)用成本，優(yōu)先選擇租房，而項(xiàng)目部需要設(shè)在交通便利處，從圖中選取幾處備選場所，一一實(shí)地查看比選，最后選定了程窯村委會(huì)。而開工點(diǎn)選擇時(shí)，除了考慮重要程度以外，從Google地球中也可以直觀看到哪些地點(diǎn)地形較為有利、條件較為優(yōu)越、便道較易打通，可以率先開工。

經(jīng)過實(shí)地查看，考慮使用效果，依據(jù)決策者的經(jīng)驗(yàn)和判斷，通過Google地球?qū)⑦@些問題直觀化和簡單化，確定出最終選擇。

5 結(jié)語

依據(jù)登汝高速公路項(xiàng)目，通過利用圖片的直觀演示以及操作步驟的敘述，詳細(xì)闡述了Google地球在施工中一些具體應(yīng)用及其優(yōu)點(diǎn)，從將CAD圖導(dǎo)入Google地球中與將Google地球中的圖形導(dǎo)入CAD中兩方面及其實(shí)現(xiàn)方法較為全面、有效、細(xì)致地反映了Google地球強(qiáng)大功能，為該項(xiàng)目順利開展提供了有效手段。同時(shí)，基于Google地球可以方便地進(jìn)行項(xiàng)目的一些策劃工作，特別是對于條件復(fù)雜的山區(qū)，能夠做到運(yùn)籌帷幄、事半功倍，并且提供了一種全新視角，直觀、形象、準(zhǔn)確的進(jìn)行選擇與設(shè)計(jì)，同時(shí)也提供了新的復(fù)檢方法，從兩方面保證項(xiàng)目的正常開展。本文僅通過既定項(xiàng)目進(jìn)行一些嘗試工作，更多的功能和應(yīng)用還有待工程師們?nèi)グl(fā)掘。

[1] 王子明.Google Earth在公路工程可行性研究中的應(yīng)用.公路交通技術(shù)，2008(5):4-8.

[2] 錢李進(jìn).基于Google Earth三維道路設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用研究.武漢：武漢理工大學(xué),2011.

[3] 劉江濤.基于Google Earth的鐵路三維空間選線系統(tǒng)研究.長沙：中南大學(xué),2010.

[4] 張 瑞.Google Earth在道路及規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.武漢：華中科技大學(xué),2007.

[5] 王 中,李 謙,林 巖.AutoCAD軟件和Google Earth軟件相結(jié)合制作電子竣工資料.有線電視技術(shù),2009(1):45-48.

[6] Wuthrich D. Avatech’s AutoCAD Google Earth Connector. GEOSPATIAL SOLUTIONS,2006,16(3):38-41.

[7] 唐勝軍,張立東,王少杰.淺談Google地球高程數(shù)據(jù)的提取.河南水利與南水北調(diào),2012(8):105-106.

The application of Google earth software in project construction planning

Wang Shaohui

(CCCCFirstEngineeringLimitedCompany,Beijing102205,China)

Combining with the Dengru highway project example, through the visual presentation of pictures, this paper introduced the function and advantage of Google software, elaborated the application method of Google earth software in construction, provided new way for engineering design and planning.

Google earth, CAD, graphics, construction planning

2015-09-15

王少輝(1982- )，男，工程師

1009-6825(2015)33-0256-03

TP319

A