奧維地圖在公路改建路線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

任宏斌

（山西交通控股集團(tuán)有限公司忻州北高速公路分公司，山西 原平 034104）

奧維互動(dòng)地圖瀏覽器是由北京元生華網(wǎng)公司開(kāi)發(fā)的基于谷歌地圖與搜狗的跨平臺(tái)地圖瀏覽器，它是一款集定位指南、語(yǔ)音導(dǎo)航、位置分享、軌跡記錄、實(shí)時(shí)路況等功能于一體的互動(dòng)地圖。它既能在電腦上操作，又能在手機(jī)上運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電腦和手機(jī)的互通互聯(lián)。利用奧維互動(dòng)地圖的強(qiáng)大功能，并結(jié)合谷歌kml文件，實(shí)現(xiàn)路線文件在CAD與奧維地圖上的充分互動(dòng)，直觀地了解路線及路線周邊的情況。奧維和谷歌地圖的結(jié)合，它利用谷歌的三維地球模型，近年來(lái)已經(jīng)廣泛運(yùn)用于諸多行業(yè)，越來(lái)越受各行業(yè)廣大用戶的青睞。

1 奧維地圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

奧維地圖擁有高清晰二維衛(wèi)星影像且數(shù)據(jù)更新至最近1年左右，沿線的村莊、路網(wǎng)、工廠等基本上能反應(yīng)該區(qū)域近期現(xiàn)狀，首先利用CAD→奧維的轉(zhuǎn)換功能，將CAD中的路線文件導(dǎo)入奧維地圖中；其次在奧維地圖中對(duì)比路線與周圍的重要地物的關(guān)系，將重要地物用多邊形標(biāo)出；最后利用奧維→CAD的轉(zhuǎn)換功能，將其重要新增的地物標(biāo)注在地形圖上。通過(guò)以上步驟，利用奧維地圖足不出戶就能很直觀便捷地了解路線方案的布設(shè)是否與當(dāng)?shù)氐膹S礦、村莊、公路、鐵路等制約性地物存在沖突，以便于及時(shí)調(diào)整路線方案，減少了反復(fù)進(jìn)行外業(yè)踏勘和路線調(diào)整的工作量，同時(shí)提高路線設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。

CAD與奧維地圖的轉(zhuǎn)換核心問(wèn)題是坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換可以分為兩種，一種為特征點(diǎn)轉(zhuǎn)換，一種為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

1.1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換原理

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換首先要搞清楚坐標(biāo)帶的中央子午線的帶度，中央子午線確定有兩種方法。一種根據(jù)收集的地形圖，利用地形圖的直角坐標(biāo)系統(tǒng)，確定地形圖直角坐標(biāo)系統(tǒng)是3度帶還是6度帶投影，然后再根據(jù)式（1）、式（2）推算。6度帶：帶號(hào)

即對(duì)（L+3）/6的值四舍五入取整數(shù)，L為當(dāng)?shù)亟?jīng)度；則中央子午線經(jīng)度L0=6×N-3。3度帶：帶號(hào)

即對(duì)（L/3）的值四舍五入取整數(shù)，L為當(dāng)?shù)亟?jīng)度；則中央子午線經(jīng)度L0=3×N。另一種方法為根據(jù)對(duì)比路線在地形圖和奧維地圖中的位置，可從奧維地圖上了解路線的經(jīng)線范圍，再利用以上的方法能推算出中央子午線經(jīng)度。

1.2 特征點(diǎn)轉(zhuǎn)換

特征點(diǎn)轉(zhuǎn)換為利用奧維地圖和地形圖上相同特征點(diǎn)，將CAD中路線方案導(dǎo)入奧維地圖中，比較路線與特征點(diǎn)的相對(duì)距離，在奧維地圖中輸入校核碼，進(jìn)行反復(fù)對(duì)比調(diào)整，調(diào)整2～3次能滿足10 m精度左右，采用該方法，能滿足路線和地物的初步要求，同時(shí)節(jié)省大量的外業(yè)調(diào)查時(shí)間。詳細(xì)步驟如圖1。

圖1 相同特征點(diǎn)轉(zhuǎn)換

1.3 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將設(shè)計(jì)路線的大地直角坐標(biāo)與WGS-84經(jīng)緯度坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換，因坐標(biāo)轉(zhuǎn)換在不同的坐標(biāo)系進(jìn)行，為了滿足坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的精度要求，首先進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算，通常采用“七參數(shù)法”法，七參數(shù)為X、Y、Z平移，X、Y、Z旋轉(zhuǎn)，尺度變化K共7個(gè)參數(shù)，通常需要3個(gè)以上已知點(diǎn)的直角坐標(biāo)和WGS-84經(jīng)緯度坐標(biāo)，計(jì)算出七參數(shù)；其次利用緯地軟件將設(shè)計(jì)路線的坐標(biāo)導(dǎo)出；然后利用計(jì)算出的“七參數(shù)”，在奧維地圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將大地直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為WGS-84經(jīng)緯度坐標(biāo)，最后生成奧維路線文件。

圖2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換步驟

1.4 特征點(diǎn)轉(zhuǎn)化與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的優(yōu)缺點(diǎn)

a）特征點(diǎn)轉(zhuǎn)換節(jié)省時(shí)間，轉(zhuǎn)換速度快，而且不需要到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量已知點(diǎn)坐標(biāo)，只需在奧維地圖和地形圖上找到相同的特征點(diǎn)就可以實(shí)現(xiàn)，在工可階段完全能滿足路線方案設(shè)計(jì)的要求。

b）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換需要的已知坐標(biāo)點(diǎn)必須有大地直角坐標(biāo)和經(jīng)緯度坐標(biāo)兩種形式，需要到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，時(shí)間比較長(zhǎng)。

2 工程應(yīng)用實(shí)例

某公路改建項(xiàng)目在工程可行性研究階段收集到最新的地形圖基本上為2000年左右，地形圖上標(biāo)注的地物資料與現(xiàn)有的相差很大，特別是制約性的地物（大型的工礦企業(yè)、各種規(guī)劃區(qū)等）將直接影響路線方案成立。

2.1 路線方案布設(shè)中的應(yīng)用

在工可階段路線設(shè)計(jì)過(guò)程中，將奧維衛(wèi)星影像用于公路選線起到很好的效果。該改建公路在1∶10000地形圖上看，地形平緩，原路穿過(guò)大牛店鎮(zhèn)，道路兩側(cè)全部為房屋建筑，因該段位于平原地段，村莊密布，工廠也較多，還有北同蒲鐵路和朔黃鐵路，剩下的空間較小，同時(shí)舊路在下穿朔黃鐵路的偏角較小，此處的平面線型指標(biāo)也不符合改建的標(biāo)準(zhǔn)，為此根據(jù)最新的1∶10000電子地形圖（2005年），做了一個(gè)避繞大牛店鎮(zhèn)的路線方案即改線方案1見(jiàn)圖3，從地形圖上看，在陽(yáng)武二村西側(cè)是一片空地，基本上沒(méi)有大的建筑物，因此改線方案1基本上避繞了大牛鎮(zhèn)、陽(yáng)武一村、陽(yáng)武二村，下穿朔黃鐵路的偏角也基本上正交。

采用以上介紹特征點(diǎn)轉(zhuǎn)換的方法，即將路線方案另存為DXF格式，在奧維地圖中輸入坐標(biāo)類型和中央子午線，根據(jù)已知點(diǎn)校核坐標(biāo)位置的準(zhǔn)確性，采用此方法，將CAD-奧維地圖之間實(shí)行轉(zhuǎn)換，見(jiàn)圖4。從圖3地形圖上看，在陽(yáng)武二村西側(cè)是一片空地，基本上沒(méi)有大的建筑物，但在奧維地圖上發(fā)現(xiàn)，此處為一處工廠（國(guó)新能源），占地約300畝，建設(shè)時(shí)間為2016年初，為此及時(shí)將改線方案1調(diào)整為改線方案2，地形圖中的改線方案1、方案2見(jiàn)圖5。

圖3 地形圖中的改線方案1

圖4 奧維圖中的改線方案1、方案2

圖5 地形圖中的改線方案1、方案2

2.2 奧維地圖在外業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用

利用以上介紹的方法將路線方案導(dǎo)入手機(jī)版的奧維地圖中，在現(xiàn)場(chǎng)踏勘時(shí)，通過(guò)手機(jī)版的奧維地圖定位功能，準(zhǔn)確定位自己所處的位置，清楚了解與路線的相對(duì)位置，對(duì)路線現(xiàn)場(chǎng)踏勘的質(zhì)量有很大提高。同時(shí)也能在現(xiàn)場(chǎng)將奧維地圖沒(méi)有的制約地物利用其定位功能將其記錄在手機(jī)奧維中，通過(guò)這種方法，能準(zhǔn)確了解路線的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)制約的地物也能比較準(zhǔn)確地標(biāo)注于地形圖上，對(duì)于外業(yè)路線調(diào)查的效率和質(zhì)量將起到很好的作用。

2.3 奧維地圖在路線方案匯報(bào)中的應(yīng)用

因奧維地圖基于谷歌地圖中的二維模型，因此立體感不強(qiáng)，因此在路線方案匯報(bào)中，為了增加三維效果，應(yīng)盡量采用谷歌地圖進(jìn)行匯報(bào)。首先在奧維中將路線方案的各種方案和主要制約因素等繪制完成后，利用奧維的導(dǎo)出功能將其文件格式設(shè)置為kml文件形式，就能批量將奧維中的路線方案和制約因素全部導(dǎo)入到谷歌地圖中，為匯報(bào)節(jié)省大量工作并能達(dá)到很好的匯報(bào)效果。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上的論述，將奧維地圖應(yīng)用于公路工程可行性研究階段的路線方案研究，并且利用奧維手機(jī)版在外業(yè)勘察時(shí)能準(zhǔn)確了解路線現(xiàn)場(chǎng)位置，因此利用奧維地圖既能縮短路線方案設(shè)計(jì)的周期，減少外業(yè)踏勘工作量，又能提高外業(yè)踏勘的工作效率和質(zhì)量，同時(shí)在路線方案匯報(bào)中，利用奧維地圖導(dǎo)出功能將路線方案和制約因素批量轉(zhuǎn)換為kml文件，使其與谷歌三維地形圖完美結(jié)合，更加符合人們的感性認(rèn)識(shí)。