基于Trimble MX7移动实景影像测绘系统的公路运营管理

基于Trimble MX7移动实景影像测绘系统的公路运营管理

韩彦伟

(华北地质勘查局519大队，河北 保定 071000)

一、引言

我国公路里程每年都在迅速增长。一方面公众对公路配套的交通信息服务需求显著提高，另一方面公路管理部门的管理技术水平又远远落后于公路硬件的建设。落后的、零散的高速公路管理方式已经无法适应这一状况的发展，问题主要体现在以下几个方面：①机动车保有量增长的速度远远大于公路建设速度。同时，一方面新建改建公路里程快速增长，一方面原有道路因资金不足、交通量过重等原因大范围损坏，造成公路资源相对不足。周边环境的变化迅速，公路原有的布局、设计、出入口布置等方面无法快速满足这一变化，导致交通堵塞、事故频繁和环境污染日益紧张。②相比公路建设水平而言，公路路网整体管理水平大大滞后，缺乏先进的管理思想和手段，先进的设备使用有限或不能充分发挥作用。

在路政管理、路产管理及综合养护管理过程中，公路路政巡检部门为了确保辖区内公路线路的正常运作，需要安排路政巡检人员定期到每条公路线路对公路及其附属设施(路线、路基、路面、沿线设施、桥涵及交叉工程、绿化)和路况质量进行检查、测量、评定，还需要对公路的养护管理资料(公路病害资料、公路病害修复信息、公路日常养护信息等)进行更新、存储等，并且为养护管理人员提供数据分析以提高管理质量。路政巡视检查和评测工作为所辖区域的正常交通畅通等提供了重要保障。车载移动测绘系统为公路路政巡检与养护提供全方位的支持，完成对公路设施从病害检测、养护计划下达和养护竣工验收的闭环管理。

车载移动测绘技术是一种新兴的空间地理信息获取与更新技术，它是在机动车上装配全球导航卫星系统(GNSS)、相机系统(CCD)、惯性导航系统(INS)等先进的传感器和设备，在车辆的高速行进中，快速采集道路及其两旁地物的空间位置数据和属性数据，数据同步存储在车载计算机系统中，事后基于数字图像数据进行空间地理信息提取与分析，形成内容丰富的空间信息数据库。

二、Trimble MX7移动实景影像测绘系统

Trimble MX7是一套安装在各种移动载体平台上的空间影像获取系统，该系统将工业化的高分辨率360°全景数字相机、高精度的定位定姿子系统、大容量的存储子系统，以及工控组件等紧密集成为一体化系统，用于获取具有地理参考信息的全景数字图像，满足资产清查与管理、影像日志获取及GIS数据更新。该系统采用模块化设计，通过无线连接方式，用触摸式平板电脑进行数据采集控制，在车辆的高速行进过程中，能快速采集道路及各种附属设施的空间数据和属性数据，系统组成如图1所示。

图1　Trimble MX7系统组成与安装

三、MX7移动实景影像测绘系统在公路运营管理中的优势

公路的运营维护管理是一个长期的过程，需要对不同时期、不同级别公路数据进行综合对比分析，因此公路各种地物特征数据采集也要求定期、定时进行。通过MX7车载实景影像移动测绘系统进行道路数据采集，具有以下优势：

1) 不影响公路的正常作业，数据采集快速高效(测绘车行驶速度可达60～120km/h)，数据精度高。

2) 系统的位置、姿态信息获取采用GNSS辅助惯导的集成解决方案，能克服GNSS信号失锁问题。

3) 一套系统即可在较短时间内完成公路沿线所有数据的一次性采集，既保证了高质量、高一致性的数据获取，同时也降低了数据采集成本。

4) 系统组件具有高稳定可靠性，在隧道等复杂环境下系统运行稳定，能长时间连续作业。

5) 系统无须检校标定，安装与拆卸灵活，可根据公路建设与管理的需求，按照不同周期进行数据采集。

6) 通过获取的360°高清数字图像数据进行道路各种设施、路面等特征地物的识别提取及相应的空间三维量测与分析。

四、MX7移动实景影像测绘系统数据采集与处理

Trimble MX7作业包括现场数据采集与内业数据处理两大步骤。数据采集时要进行系统安装、基站(或控制点)布设与MX7移动数据采集(POS数据/数字全景图像数据采集)；内业数据处理包括定位定姿数据解算、数字全景图像数据地理参考重建，提取成果数据等内容。

五、MX7移动实景影像测绘系统在公路运营管理中的应用

目前，Trimble MX7移动实景影像测绘系统在公路运营管理中的应用主要集中在以下几个方面：公路基础空间地理数据获取与更新、道路资产管理、公路三维实景影像在线发布与浏览等。

1. 公路基础空间地理数据获取与更新

随着公众交通信息服务等业务的不断发展，对道路基础地理数据获取与更新提出了更高的要求，要求获取的道路数据具有高精度、高可靠性与现实性。通过MX7系统快速获取的空间数据与属性数据可以满足各种不同的应用需求。

通过MX7系统数据后处理平台Trident Imaging，可基于MX7系统获取的360°全景数字影像创建车道线、道路边线、交通标志标牌、信号灯、匝道、平交道口等公路基础空间地理数据。同时也可以将不同时期已有的公路基础空间地理数据加载叠加到最新采集的公路实景影像数据上，对原有基础空间地理数据进行编辑与更新。

2. 道路资产管理

公路沿线两侧有各种交通安全与管理设施，如护栏、里程桩、路灯、通信电杆、公路通信、监控、紧急电话、交通标志、信息显示屏、绿化带等。在公路运营过程中，经常会出现各种资产因损坏、交通诱导指示变化等因素发生空间位置或信息变更，需要不定期地对各种设施进行维护与更新，在维护更新时需要对各种资产有精确的定位，这些位置信息需要通过公路资产GIS数据库来获得。同时对发生变更或已作维护的设施应记录到公路资产管理数据库中，做到公路资产现状与公路资产数据库高度一致。通过MX7移动实景影像测绘系统，可以创建公路资产数据库，同时也可基于最新实景影像对公路资产维护信息进行快速更新。

3. 公路三维实景影像在线发布与浏览

MX7移动实景影像测绘系统获取的360°街景影像与公路矢量地图数据集成，构成三维实景影像与二维电子地图联动，通过网络发布后，公路管理人员可在二、三维实景影像地图上进行公路资产的空间量测、维护信息查询等(如图2所示)。

图2　三维实景影像与二维电子地图在线发布

六、结束语

在数字交通建设与管理中，道路标线、交通标志等道路特征可以定位出车辆行驶的正确位置，以便对其行驶进行有效控制，对维护交通秩序、保障行车安全都起着极其重要的作用。Trimble MX7移动实景影像测绘系统能提供一种新的测图数据源，为道路施工测量、道路资产管理、道路维护、智能交通的基础数据建设提供快速、准确的高精度数据采集方式，对道路等GIS基础数据实现快速更新提供了支持。该系统无论是数据采集速度、采集方式、数据的丰富程度还是后期数据处理都有一个质的飞跃，满足了当今公路行业对空间地理信息获取与更新的需求，大大提高了公路管理部门的工作效率。

(本专栏由天宝测量部和本刊编辑部共同主办)

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