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        淺談Google Earth在工程測(cè)量中的應(yīng)用

        2014-11-27 07:24:50包善文安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院勘測(cè)分院安徽蚌埠233000
        安徽建筑 2014年1期
        關(guān)鍵詞:底圖測(cè)區(qū)控制點(diǎn)

        包善文 (安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院勘測(cè)分院,安徽 蚌埠 233000)

        0 前 言

        Google Earth是一款由Google公司開(kāi)發(fā)的虛擬地球儀軟件,它把衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在一個(gè)地球的三維模型上。用戶可以通過(guò)一個(gè)下載到自己電腦上的客戶端軟件,免費(fèi)瀏覽全球各地的高清晰度三維影像。

        在工程測(cè)量中,Google Earth影像也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,運(yùn)用該軟件可以獲得工程測(cè)量區(qū)域地形地貌和交通道路等影像資料,對(duì)選擇適宜的測(cè)控點(diǎn)和調(diào)查路線有很大幫助。結(jié)合GPS,可以實(shí)現(xiàn)野外調(diào)查的精確定位和導(dǎo)航,從而優(yōu)化調(diào)查路線和工作方案;同時(shí)在規(guī)劃交通路線、控制測(cè)量、地形圖測(cè)繪中都充分體現(xiàn)了其優(yōu)越性。

        1 測(cè)區(qū)交通路線規(guī)劃

        Google Earth影像能夠提供3年前軍用級(jí)水平的三維地圖和匹配真實(shí)地球物理信息的高精度畫(huà)面,中國(guó)的許多大城市、著名風(fēng)景區(qū)、建筑物區(qū)域提供分辨率為1m、視角高度約為500m和分辨率為0.6m、視角高度約為350m的高精度影像。在GE影像上可以很清晰的顯示出測(cè)區(qū)的各條道路,特別是一些電子地圖上無(wú)法顯示的鄉(xiāng)村路、機(jī)耕路,讓我們很清楚的了解到測(cè)區(qū)的道路交通狀況,足不出戶,就可規(guī)劃好交通路線。

        而且隨著智能手機(jī)的普及,Google Earth影像地圖可以直接在手機(jī)上顯示出來(lái),并且實(shí)時(shí)定位。通過(guò)手機(jī)充當(dāng)導(dǎo)航工具,就可以很方便的指示測(cè)繪車(chē)輛和人員順利的到達(dá)測(cè)區(qū)的各個(gè)位置。

        2 控制測(cè)量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)

        在以往的控制測(cè)量中,先根據(jù)搜集到的小比例尺地形圖進(jìn)行控制點(diǎn)點(diǎn)位的初步選擇,然后實(shí)地踏勘埋點(diǎn)。但小比例尺地形圖成圖年代較久,現(xiàn)勢(shì)性較差。而且地形圖表示的只是地物的平面位置,直觀性不強(qiáng)。

        利用Google Earth所提供的高分辨率影像,可以對(duì)測(cè)區(qū)狀況進(jìn)行瀏覽,相當(dāng)于從高空俯瞰測(cè)區(qū),便于直觀地從宏觀上了解、把握測(cè)區(qū)內(nèi)的地形地貌、建筑物及植被覆蓋情況,可以較方便地布設(shè)控制點(diǎn),充分考慮實(shí)際埋點(diǎn)的通視情況,然后根據(jù)設(shè)計(jì)需要連接成不同的GPS控制網(wǎng)網(wǎng)形。在GE影像上布設(shè)控制網(wǎng)比在紙質(zhì)地圖或電子地圖上更直觀、更形象、更貼近實(shí)際。而且不用現(xiàn)場(chǎng)踏勘或減少踏勘地方,能有效地縮短設(shè)計(jì)周期,節(jié)省勘測(cè)費(fèi)用。

        3 輔助地形圖測(cè)繪

        利用Google Earth影像輔助地形測(cè)圖主要經(jīng)過(guò)圖像下載和圖像糾正兩道程序,具體流程見(jiàn)圖1。

        圖1 流程圖

        3.1 圖像下載

        首先打開(kāi)所需測(cè)量區(qū)域的Google Earth影像,利用截圖軟件進(jìn)行Google Earth衛(wèi)星影像截取,一般截圖軟件可以選擇Get Screen或Sggs軟件。截取圖像時(shí),根據(jù)需要的成圖比例尺對(duì)影像質(zhì)量級(jí)別進(jìn)行設(shè)置。

        3.2 圖像幾何糾正

        截取的影像圖要想作為地形圖的底圖,通常要借助南方CASS的平臺(tái),打開(kāi)南方CASS軟件,插入圖像,但是此時(shí)的圖像沒(méi)有正確的坐標(biāo)和比例尺,需要對(duì)圖像進(jìn)行糾正處理。首先選擇幾點(diǎn)特征突出、易于采集的特征點(diǎn),且點(diǎn)位均勻分布在整個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi),然后外業(yè)采集這些點(diǎn)的坐標(biāo)。按照CASS格式建立地面控制點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件,并在CASS軟件的繪圖區(qū)展繪出來(lái);然后根據(jù)控制點(diǎn)的分布再將圖像插入和放大,就可以直接在圖像上選擇控制點(diǎn)并捕捉對(duì)應(yīng)的地面控制點(diǎn),這樣就完成了地面控制點(diǎn)和圖像上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的匹配關(guān)系,最后執(zhí)行“糾正”命令即可。

        圖像幾何校正的效果與控制點(diǎn)的位置、數(shù)量、分布、糾正方法及圖像上采點(diǎn)的準(zhǔn)確度有關(guān)。

        3.3 輔助繪圖

        利用這種方法做圖,將處理過(guò)的GE影像圖作為地形圖的底圖或者背景,對(duì)整個(gè)待測(cè)區(qū)域能顧及全局,有整體的效果。利用GE的高清影像對(duì)野外測(cè)繪的地形地貌進(jìn)行校正檢查,防止漏測(cè)漏繪和錯(cuò)測(cè)錯(cuò)繪。修圖及后期整飾圖形時(shí),結(jié)合糾正后的GE底圖,能夠?qū)﹄y測(cè)和未測(cè)到的小面積區(qū)域進(jìn)行正確的修飾,使整幅圖形對(duì)實(shí)際地形地貌有更加精準(zhǔn)的反映。

        4 工程實(shí)例

        4.1 工程概況

        董鋪水庫(kù)位于長(zhǎng)江流域巢湖支流南淝河正源上游,地處合肥市廬陽(yáng)區(qū)西南部,壩址緊鄰合肥市西二環(huán)路,是一座以防洪和城市供水為主,兼顧生態(tài)補(bǔ)水及養(yǎng)殖功能的大(2)型年調(diào)節(jié)水庫(kù)。水庫(kù)流域內(nèi)有滁河干渠及大蜀山干渠穿過(guò)。水庫(kù)樞紐由大壩、泄洪涵洞、溢洪道和連通輸水隧洞等組成。工程等別為Ⅱ等,主要建筑物大壩、泄洪涵洞、溢洪道和連通輸水隧洞為2級(jí)建筑物。

        為滿足董鋪水庫(kù)水源保護(hù)區(qū)生態(tài)修復(fù)及濕地一期工程設(shè)計(jì)的需要,需對(duì)董鋪水庫(kù)庫(kù)周及支流進(jìn)行地形測(cè)量。

        4.2 具體應(yīng)用

        在該項(xiàng)目中,首先采用Google Earth影像用于GPS網(wǎng)布設(shè),利用Google Earth影像圖可以瀏覽董鋪水庫(kù)周邊地形地貌和交通狀況,沿著主要干道和交通便利處共布設(shè)了12個(gè)首級(jí)控制點(diǎn),均勻位于測(cè)區(qū)。

        在隨后的地形圖外業(yè)測(cè)量中通過(guò)手機(jī)Google Earth影像和內(nèi)置GPS功能可以精確定位出當(dāng)前所在位置,確定測(cè)量范圍,防止漏測(cè)和重測(cè)。利用糾正后的GE影像做為底圖輔助地形測(cè)繪,可以很清晰的看出測(cè)區(qū)內(nèi)的植被、田埂、水塘、建筑物等,將外業(yè)采集點(diǎn)展繪上去,使繪出的地形圖更加符合實(shí)際地形。

        如圖2所示,即是以GE糾正影像作為底圖,通過(guò)圖形糾正而成。由圖2可以看出,對(duì)于實(shí)測(cè)河流和建筑物,通過(guò)與底圖的比較可以看到,糾正后的影像圖中的河流和建筑物與實(shí)地測(cè)量的相應(yīng)地物吻合良好。這證明了采用此種方法是完全可行的,精度上也滿足要求。

        5 結(jié) 論

        圖2 地形圖與影像圖的結(jié)合

        Google Earth的出現(xiàn),給測(cè)繪工作者帶來(lái)了一種新的工作方法,它的使用不僅提高了工作效率,而且降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約了生產(chǎn)成本。不過(guò)Google Earth圖像的分辨率在部分農(nóng)村地區(qū)還不夠高,更新周期也較長(zhǎng),但是隨著這款軟件功能的不斷完善和影像圖的不斷更新,其在測(cè)繪中的應(yīng)用也將會(huì)越來(lái)越廣泛,展現(xiàn)出的效果也將會(huì)更加令人滿意。

        [1]陳軍.Google Earth在道路測(cè)量中的應(yīng)用[J].信息科技,2011(9).

        [2]劉東,施昆.利用Google Earth影像輔助大比例尺地形圖測(cè)量的方法[J].測(cè)繪通報(bào),2013(1).

        [3]葉豐明,韓正梅.Google Earth在鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].鐵路勘察,2009(6).

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