GOOGLE EARTH在道路测设中的应用研究

李 燕

(四川交通职业技术学院，四川 成都 611130)

Google Earth(以下称GE)是 Google公司的卫星影像产品，它含有美国宇航局提供的大量地形数据与卫星影像，不仅能提供详细的地理经纬度、三维立体图，还提供一项重要数据:海拔高程。在中国地区，它的影像有效分辨率通常为30 m，在大城市、著名风景区、建筑物区域会提供分辨率为1 m和0.6 m左右的高精度影像。

目前，GE分为三个版本，即自由版、增强版和专业版。随着高精度影像的出现，显示精度可达到0.6 m(而目前普通的GPS高程定位精度只有2.5 m)，这样就完全可以利用这些空间数据来进行道路的测设了。

1 利用GE生成等高线

在现有道路设计中，要得到一个地区的地形图，主要有两种渠道，一种是实地测量，这需要投入大量的时间;另一种是通过购买现成的中小比例尺地形图，然后加密得到较大比例尺地形图，但这需要较多的资金投入。如果能够将GE的高精度地形图转换为可在AUTOCAD中编辑的图元，不仅可提高工作效率，还可以大大降低测设的成本，具有非常重要的现实意义。

在绘制地形图时，等高线的工作量最大。为了从GE地形中得到等高线，根据等高线的概念，我们利用SketchUp从GE中提取三维地形图，然后让各等高距水平面与三维地形图相交，提取相交线，即为等高线。

通过反复试验，我们总结出了相对快速的从GE提取等高线的方法，步骤如下:

图1 五皇镇平面图

图2 GE中的五皇镇地形图

(1)按照默认设置分别安装GE和SketchUp(必须安装插件GE plugin)。

(2)打开GE，确定要转换的区域。笔者取四川省眉山县五皇镇做为研究区域，其经纬度范围，左上角为(29°57'30.00"N，103°52'30.00"E)，右下角为(29°55'0.00"N，103°56'15.00"E)。在GE中做上标记，其地形情况如图1、图2所示。

(3)打开SketchUp，使用Get current view按钮截取GE当前地形图。为了看到三维效果，开启Toogle Terrain按钮，此时就可将GE的地形导入到SketchUp中了(图3)。

图3 地形导入

(4)利用SketchUp在地形的下面建立一个水平面，并将这个面向上以2 m的高度进行阵列。选中地形图，使用模型交错命令，使地形图与水平面之间产生交线(即等高线)，将所有水平面删除，得到如下图4所示等高线。

图4 等高线显示

(5)将原GE地形图删除后，得到等高线，利用SketchUp的插件导出为DWG格式，即可在AUTOCAD中打开(图5)。

图5 样条化之前的等高线

图6 样条化之后的等高线

(6)图5中的等高线图元均为直线，尚不能直接使用，可以采用AUTOCAD中的多段线编辑命令PEDIT将其修改为多段线，并对多段线样条化，可得到较为圆顺的等高线，从而用在公路测设中(图6)。

2 利用GE进行道路设计方案的比选

在道路建设的工程可行性研究阶段，为了察看设计方案是否合理、是否与地形相协调，可以将设计好的路线放回到GE的虚拟环境中去。图7为某省道公路改建工程方案比选图，从图中可以直观的看出方案的优劣。

图7 某省道公路改建工程方案比选

图8 一条路线平面图

此功能可以利用AUTOCAD的插件ACAD2KML来实现，其步骤如下:

(1)准备一条路线平面图，如图8所示。

(2)在AUTOCAD中找一个已知其纬经度的点作为基点，本例取路线起点作为基点，其纬经度为(29.9167，103.875)。

(3)将基点作为坐标原点，利用UCS命令在基点处建立坐标系。

(4)使用 appload加载ACAD2KML应用程序。

(5)在命令行中输入命令acad2kml，根据提示选择路线，选择KML文件存放的位置，并为其命名，后输入以上纬经度值(29.9167，103.875)。

(6)在GE中打开刚生成的KML文件，如图9所示。

图9 导入GE后的图形

(7)为了便于查看路线沿途情况，可在GE中为图形添加一个路径。

点击GE上部的ADD PATH按钮，延路线的走向描一条路径(图9白线)，将其透明度设为0，播放地标栏(图10)，即可沿路线的前进方向进行三维实景播放。

图10 三维实景播放

3 GE在道路建设中的应用前景

GE为我们提供了一个数字化的地球，其在交通建设领域的应用研究虽然刚开始起步，但已展示了一个美好的前景。除了上面所提到的三维地形图的提取，三维实景展示等功能外，我们还可以借助GE来实现公路普查和对普查数据的存取。由于GE采用了LOD(Level of detail)数据显示方式，软件只读取所需目标区域的数据，而非全局数据，这样可以大大降低对系统资源的开销，加快数据处理的速度。另外，基于保密、安全等原因，GE的许多功能尚未开放，这就需要做大量的基础工作，通过对GE进行二次开发来实现其特殊用途。

［1］邹永廉.土木工程测量［M］.北京:高等教育出版社，2004

［2］姜远文.道路工程测量［M］.北京:人民交通出版社，2001

［3］孙家驷.道路勘测与设计［M］.北京:人民交通出版社，2004

［4］刘南.地理信息系统［M］.北京:高等教育出版，2002

［5］闾国年.地理信息系统集成原理与方法［M］.北京:科学出版社，2003

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