馬曉強

(廣西交通科學(xué)研究院，廣西　南寧　530007)

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OruxMaps在公路項目水土保持外業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用

馬曉強

(廣西交通科學(xué)研究院，廣西南寧530007)

文章針對公路項目水土保持外業(yè)調(diào)查傳統(tǒng)方法的缺點和不足，以玉溪(紅龍廠)至臨滄高速公路水土保持項目為例，介紹了OruxMaps在外業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用。實踐證明將該軟件用于水土保持外業(yè)調(diào)查可大幅提高工作效率、節(jié)約外業(yè)時間，同時提高準(zhǔn)確度，可為其他水土保持項目或其他行業(yè)外業(yè)調(diào)查工作提供參考。

公路；水土保持；外業(yè)調(diào)查；OruxMaps

0　引言

水土保持方案編制中，外業(yè)調(diào)查是較為重要的環(huán)節(jié)，是方案編制的重要前提，可為編制工作提供可靠的依據(jù)，也是提高報告書質(zhì)量的關(guān)鍵。公路水土保持外業(yè)調(diào)查主要包括路線的具體走向，沿線橋梁、隧道、服務(wù)區(qū)及養(yǎng)護區(qū)等附屬設(shè)施的布設(shè)情況，擬定取、棄土場等選址以及涉及生態(tài)環(huán)境敏感點等的實地調(diào)查，沿線地形地貌、涉及河流水文調(diào)查等。傳統(tǒng)的外業(yè)調(diào)查方法，主要依托主體設(shè)計提供的路線圖，圖上定點后，攜帶紙質(zhì)圖紙等深入現(xiàn)場調(diào)查。其缺點是：

(1)路線平面圖圖幅面窄，所提供路線兩側(cè)視野范圍小，調(diào)查者較難全面掌握路線附近更大范圍內(nèi)的情況，難免會疏漏重要的環(huán)境敏感點。

(2)路線平面圖所配地形圖往往測圖年代較早，可能與實際地形地物出入很大，不能準(zhǔn)確反映現(xiàn)狀情況，尤其體現(xiàn)在路線布設(shè)、取棄土場選址方面。

(3)工作進展慢，效率低。公路項目往往路線較長，翻山越嶺，地形地貌復(fù)雜。如果單靠路線平面圖，即使有GPS定位，但由于未能把調(diào)查對象和實際地形整合在一起，也需現(xiàn)場對照圖紙辨識，耗時較長，且還可能因圖紙自身存在的問題誤導(dǎo)工作人員，在效率和準(zhǔn)確度上打折扣。

(4)不能完整記錄調(diào)查過程，不能將調(diào)查對象與行走軌跡或路徑直觀地呈現(xiàn)，不方便查找。

針對傳統(tǒng)調(diào)查使用方法存在的缺點和不足，筆者在近期的水土保持外業(yè)調(diào)查中采用了OruxMaps應(yīng)用軟件，使用效果顯著。OruxMaps(OruxMaps地圖)是一款A(yù)ndroid系統(tǒng)上基于GPS的戶外導(dǎo)航軟件，支持在線地圖和離線地圖功能，非常適用于野外調(diào)查作業(yè)等，其方便性、實用性和高效性，在大型的公路項目水土保持現(xiàn)場調(diào)查中尤為突出。本文以玉溪(紅龍廠)至臨滄高速公路水土保持外業(yè)調(diào)查為例，介紹其相關(guān)文件制作程序及軟件應(yīng)用。

1　項目及項目區(qū)概況

玉溪(紅龍廠)至臨滄高速公路途經(jīng)云南西南部的普洱市墨江縣、鎮(zhèn)沅縣景東縣、玉溪市新平縣、臨滄市臨翔區(qū)，屬新建公路項目。路線起于普洱市墨江縣碧溪，終于臨滄市臨翔區(qū)小街村附近，全長246.73 km，由K線(K51+500～K77+786)、CK(CK102+000～CK133+998)、AK(AK143+174～AK AK280+087)三大段組成。全線采用4車道、行車速度80 km/h、路基24.5 m的高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。全線橋梁74 707 m/320座、隧道78 433 m/69座，互通式立交13座、服務(wù)區(qū)6處、停車區(qū)7處。根據(jù)建設(shè)需要，需設(shè)棄渣場94處，施工便道320.10 km、施工生產(chǎn)生活區(qū)143處。路線途經(jīng)中低山地貌，地形復(fù)雜多變。路線穿越哀牢山、無量山、五老山等三大山脈；跨越者東江、川河、勐統(tǒng)河、瀾滄江四大河流[1]。水土保持外業(yè)調(diào)查工作量較大，調(diào)查難度高。

2　前期制作程序及軟件應(yīng)用

對照路線平面地形圖，將所要調(diào)查的路線、棄渣場、橋隧、環(huán)境敏感點等地物分類整理，利用google earth的地形地貌信息[2]，將其標(biāo)注在google earth地形圖上，形成kml或kmz文件；通過Mobile Atlas Creator軟件制作、下載路線沿線自定義范圍內(nèi)針對OruxMaps格式的離線地圖文件(oruxmapsimages.db)。通過將以上兩種文件加載到OruxMaps應(yīng)用軟件中，借助設(shè)備的GPS導(dǎo)航功能，可快速、高效地開展野外調(diào)查工作。

2.1Kml文件的制作

Kml文件(GPS軌跡文件)是谷歌公司創(chuàng)建的一種地標(biāo)性文件。用于記錄某一地點、或連續(xù)地點的時間、經(jīng)度、緯度、海拔等地理信息數(shù)據(jù)。在進行野外作業(yè)之前，詳細(xì)制作相關(guān)的Kml文件是非常必要的。而且在制作過程中，可以通過google earth軟件功能了解、掌握項目沿線的大致地形地貌，相當(dāng)于進行一遍預(yù)調(diào)查。

制作Kml文件步驟及內(nèi)容如下：

(1)熟悉主體設(shè)計提供的路線平面圖(一般1∶1萬)，掌握路線走向、棄渣場、橋隧等位置。

(2)找參照點、描圖。在路線平面圖上找出比較明顯的標(biāo)志性地物，如建筑、河流上的橋梁、相交的道路交叉點等。根據(jù)參照點，在google earth上利用其編輯功能，采用不同圖標(biāo)、顏色等，相應(yīng)描繪出線路走向及樁號、棄渣場、橋隧等所需調(diào)查對象具體位置，并標(biāo)注名稱。描繪路線時，應(yīng)對照地形圖上線路的走向，邊辨識、邊描線，最大限度地減少偏差，見下頁圖1。

(3)將最終繪制內(nèi)容保存為Kml或Kmz文件，以樁號或地名命名。由于公路涉及路線較長，涉及的調(diào)查內(nèi)容也較多，常常需要分段繪制Kml文件，需要的時候隨時調(diào)用，這樣可以避免因文件過大，導(dǎo)致手持設(shè)備內(nèi)存不足、運行緩慢的問題。

2.2離線地圖的制作

利用豐富的免費網(wǎng)絡(luò)資源，制作離線地圖，采用Mobile Atlas Creator(簡稱MOBAC)軟件。MOBAC是為各種手機地圖軟件創(chuàng)建離線地圖的開源應(yīng)用程序，它能將常用的數(shù)據(jù)源下載成相應(yīng)軟件的離線地圖文件，這樣移動終端設(shè)備無需網(wǎng)絡(luò)也能顯示完整的地圖，克服了在線地圖的多種條件限制。其支持的數(shù)據(jù)源有很多，包括谷歌地圖、微軟地圖、OpenStreetMap等幾十種地圖數(shù)據(jù)源，可以利用它將各種不同的地圖數(shù)據(jù)源下載并轉(zhuǎn)換成適合OruxMaps格式的地圖，見下頁圖2。離線地圖制作步驟及內(nèi)容如下：

圖1　利用google earth繪圖示例圖

圖2　地圖選取、操作界面示例圖

(1)在電腦上運行已安裝的MOBAC軟件。

(2)選擇地圖源。支持的數(shù)據(jù)源很多，有谷歌地圖、微軟地圖、OpenStreetMap等幾十種地圖數(shù)據(jù)源，根據(jù)需要一般選擇谷歌混合地圖、微軟地圖或天地圖等即可。

(3)新建地圖冊。選擇支持OruxMaps的地圖冊類型“OruxMaps sqlite”，同時對地圖進行命名，便于查找調(diào)用。

(4)圖層縮放比例設(shè)置。圖層縮放級別越高、可顯示的圖層越詳細(xì)，相應(yīng)下載的地圖文件也就越大。出于對外業(yè)調(diào)查精度要求的考慮，一般建議選擇13～18級圖層。這樣下載后的地圖在使用中放大或縮小時會根據(jù)地圖級別自動切換。

(5)自定義地圖范圍。利用鼠標(biāo)右鍵拖動、縮放或根據(jù)已知坐標(biāo)鎖定找到所需下載的區(qū)域，然后利用軟件自帶的多邊形或矩形工具自定義框選地圖區(qū)域范圍。地圖文件大小同框選范圍呈正比例關(guān)系。

(6)完成上述步驟后，開始下載地圖冊。下載后的地圖自動保存在軟件根目錄下面的“atlases”文件夾中，文件格式為oruxmapsimages.db。

2.3OruxMaps應(yīng)用

將制作的Kml文件、oruxmapsimages.db文件，導(dǎo)入到已安裝OruxMaps應(yīng)用的移動終端設(shè)備，分別放入OruxMaps根目錄下面的“mapfiles”和“overlay”文件中。

在設(shè)備上運行OruxMaps應(yīng)用，依次加載Kml(Kmz)文件、加載(切換)地圖文件，同時開啟GPS實時定位、記錄行走軌跡，操作及效果如圖3～4所示。

圖3　操作示例圖

圖4　操作效果圖

通過借助該軟件開展玉溪(紅龍廠)至臨滄高速公路水土保持外業(yè)調(diào)查，在對項目所在地環(huán)境、路況等不熟悉的情況下，項目組人員僅用8～9 d時間就完成了對全線的外業(yè)調(diào)查任務(wù)，較全面、準(zhǔn)確地掌握了沿線實際情況，對保證水土保持方案編制質(zhì)量起到關(guān)鍵作用。若未使用該方法，而是按照以往路線平面圖+gps輔助定位的調(diào)查方式，完成全部工作量需14～16 d左右。可見，該方法的應(yīng)用可以節(jié)省將近1/2的時間，大幅度提高了工作效率，降低了工程成本。同時，在方案評審現(xiàn)場踏勘環(huán)節(jié)中也得到了專家們的認(rèn)可。

3　結(jié)語

通過借助OruxMaps應(yīng)用軟件開展外業(yè)調(diào)查，總結(jié)了其諸多優(yōu)點：

(1)該應(yīng)用軟件完全免費、實用性強，可使用于任何基于Android系統(tǒng)自帶導(dǎo)航模塊的平板、手機等移動設(shè)備。將這款軟件與google earth、離線地圖資源(衛(wèi)星圖像)進行整合，在某種程度上比市面上一般的GPS手持機更具優(yōu)勢。

(2)OruxMaps使用的離線地圖源容易獲取，而且可以根據(jù)調(diào)查需要自定義公路兩側(cè)范圍，脫離了路線平面圖狹窄的束縛，調(diào)查視野更寬廣、呈現(xiàn)內(nèi)容更全面。

(3)離線地圖采用的多是衛(wèi)星圖像，一般半年到1年可更新1次，時效性較強。相對老舊的地形測量圖，更能反映真實的地面情況，減少了調(diào)查中的非技術(shù)性失誤。

(4)使用靈活?？筛鶕?jù)公路規(guī)模大小，將項目分割成若干段，每段對應(yīng)制作相應(yīng)的地圖或Kml文件，用時可調(diào)出，不用時可關(guān)閉，避免因地圖或Kml文件過大，導(dǎo)致設(shè)備運行出現(xiàn)問題。

(5)通過借助OruxMaps軟件，實現(xiàn)了調(diào)查對象、人(GPS實時定位)、實際地形現(xiàn)狀(衛(wèi)星影像)的有機整合，在現(xiàn)場可直觀、快捷、高效、省時地開展工作。同時，調(diào)查中的主要記錄工作如拍攝照片、記錄航跡、定位、路點標(biāo)記等，基本都可以在設(shè)備上完成，集成化程度較高，記錄文件或數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出也方便。

(6)OruxMaps可以記錄和保存某一時間段的完整的航跡、航點，也可以導(dǎo)入已保存的航跡和航點信息，實現(xiàn)回溯導(dǎo)航功能。需要時，隨時可以調(diào)用，不必?fù)?dān)心因前后調(diào)查時間間隔太長而遺忘路徑，或者因?qū)β肪€不熟悉導(dǎo)致方案評審現(xiàn)場踏勘環(huán)節(jié)中的尷尬。

鑒于使用OruxMaps進行外業(yè)調(diào)查實用、高效、快捷、準(zhǔn)確的突出優(yōu)勢，筆者認(rèn)為該方法可在其他類型水土保持項目乃至其他外業(yè)調(diào)查中推廣使用。

[1]馬曉強，代斌，陳宗娟，等.玉溪(紅龍廠)至臨滄高速公路工程水土保持方案報告[R].2015.

[2]張華明，林圣玉，章龍飛，等.水土保持方案影響文件制作程序與要點——以昌樟高速公路改擴建工程為例[J].中國水土保持SWCC，2012(1)：56-57.

Application of OruxMaps in Field Investigation of Soil and Water Conserva-tion in Highway Projects

MA Xiao-qiang

(Guangxi Transportation Research Institute，Nanning，Guangxi，530007)

Regarding the shortcomings and deficiencies of traditional field investigation methods for soil and water conservation of highway projects，and with Yuxi(Honglong Plant)-Lincang Expressway soil and water conservation project as the example，this article introduced the application of OruxMaps in the field investigation.Practices have proved that the application of this software in the field investigation of soil and water conservation can significantly improve work efficiency，and save the field work time，while increasing the accuracy，which can provide a reference for other soil and water conservation pro-jects or field investigation work in other industries.

Highway；Soil and water conservation；Field investigation；OruxMaps

2016-05-30

U412.2

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.06.026

1673-4874(2016)06-0098-04

馬曉強(1981—)，工程師，在職碩士，研究方向：水土保持方案編制及水土保持監(jiān)測。