奥维地图在公路改建路线设计中的应用

任宏斌

（山西交通控股集团有限公司忻州北高速公路分公司，山西 原平 034104）

奥维互动地图浏览器是由北京元生华网公司开发的基于谷歌地图与搜狗的跨平台地图浏览器，它是一款集定位指南、语音导航、位置分享、轨迹记录、实时路况等功能于一体的互动地图。它既能在电脑上操作，又能在手机上运行，实现电脑和手机的互通互联。利用奥维互动地图的强大功能，并结合谷歌kml文件，实现路线文件在CAD与奥维地图上的充分互动，直观地了解路线及路线周边的情况。奥维和谷歌地图的结合，它利用谷歌的三维地球模型，近年来已经广泛运用于诸多行业，越来越受各行业广大用户的青睐。

1 奥维地图坐标转换

奥维地图拥有高清晰二维卫星影像且数据更新至最近1年左右，沿线的村庄、路网、工厂等基本上能反应该区域近期现状，首先利用CAD→奥维的转换功能，将CAD中的路线文件导入奥维地图中；其次在奥维地图中对比路线与周围的重要地物的关系，将重要地物用多边形标出；最后利用奥维→CAD的转换功能，将其重要新增的地物标注在地形图上。通过以上步骤，利用奥维地图足不出户就能很直观便捷地了解路线方案的布设是否与当地的厂矿、村庄、公路、铁路等制约性地物存在冲突，以便于及时调整路线方案，减少了反复进行外业踏勘和路线调整的工作量，同时提高路线设计的效率和质量。

CAD与奥维地图的转换核心问题是坐标系统的转换，转换可以分为两种，一种为特征点转换，一种为坐标转换。

1.1 坐标转换原理

坐标转换首先要搞清楚坐标带的中央子午线的带度，中央子午线确定有两种方法。一种根据收集的地形图，利用地形图的直角坐标系统，确定地形图直角坐标系统是3度带还是6度带投影，然后再根据式（1）、式（2）推算。6度带：带号

即对（L+3）/6的值四舍五入取整数，L为当地经度；则中央子午线经度L0=6×N-3。3度带：带号

即对（L/3）的值四舍五入取整数，L为当地经度；则中央子午线经度L0=3×N。另一种方法为根据对比路线在地形图和奥维地图中的位置，可从奥维地图上了解路线的经线范围，再利用以上的方法能推算出中央子午线经度。

1.2 特征点转换

特征点转换为利用奥维地图和地形图上相同特征点，将CAD中路线方案导入奥维地图中，比较路线与特征点的相对距离，在奥维地图中输入校核码，进行反复对比调整，调整2～3次能满足10 m精度左右，采用该方法，能满足路线和地物的初步要求，同时节省大量的外业调查时间。详细步骤如图1。

图1 相同特征点转换

1.3 坐标转换

坐标转换将设计路线的大地直角坐标与WGS-84经纬度坐标之间的转换，因坐标转换在不同的坐标系进行，为了满足坐标转换的精度要求，首先进行坐标转换参数计算，通常采用“七参数法”法，七参数为X、Y、Z平移，X、Y、Z旋转，尺度变化K共7个参数，通常需要3个以上已知点的直角坐标和WGS-84经纬度坐标，计算出七参数；其次利用纬地软件将设计路线的坐标导出；然后利用计算出的“七参数”，在奥维地图坐标转换将大地直角坐标转换为WGS-84经纬度坐标，最后生成奥维路线文件。

图2 坐标转换步骤

1.4 特征点转化与坐标转换的优缺点

a）特征点转换节省时间，转换速度快，而且不需要到现场测量已知点坐标，只需在奥维地图和地形图上找到相同的特征点就可以实现，在工可阶段完全能满足路线方案设计的要求。

b）坐标转换需要的已知坐标点必须有大地直角坐标和经纬度坐标两种形式，需要到现场测量，时间比较长。

2 工程应用实例

某公路改建项目在工程可行性研究阶段收集到最新的地形图基本上为2000年左右，地形图上标注的地物资料与现有的相差很大，特别是制约性的地物（大型的工矿企业、各种规划区等）将直接影响路线方案成立。

2.1 路线方案布设中的应用

在工可阶段路线设计过程中，将奥维卫星影像用于公路选线起到很好的效果。该改建公路在1∶10000地形图上看，地形平缓，原路穿过大牛店镇，道路两侧全部为房屋建筑，因该段位于平原地段，村庄密布，工厂也较多，还有北同蒲铁路和朔黄铁路，剩下的空间较小，同时旧路在下穿朔黄铁路的偏角较小，此处的平面线型指标也不符合改建的标准，为此根据最新的1∶10000电子地形图（2005年），做了一个避绕大牛店镇的路线方案即改线方案1见图3，从地形图上看，在阳武二村西侧是一片空地，基本上没有大的建筑物，因此改线方案1基本上避绕了大牛镇、阳武一村、阳武二村，下穿朔黄铁路的偏角也基本上正交。

采用以上介绍特征点转换的方法，即将路线方案另存为DXF格式，在奥维地图中输入坐标类型和中央子午线，根据已知点校核坐标位置的准确性，采用此方法，将CAD-奥维地图之间实行转换，见图4。从图3地形图上看，在阳武二村西侧是一片空地，基本上没有大的建筑物，但在奥维地图上发现，此处为一处工厂（国新能源），占地约300亩，建设时间为2016年初，为此及时将改线方案1调整为改线方案2，地形图中的改线方案1、方案2见图5。

图3 地形图中的改线方案1

图4 奥维图中的改线方案1、方案2

图5 地形图中的改线方案1、方案2

2.2 奥维地图在外业调查中的应用

利用以上介绍的方法将路线方案导入手机版的奥维地图中，在现场踏勘时，通过手机版的奥维地图定位功能，准确定位自己所处的位置，清楚了解与路线的相对位置，对路线现场踏勘的质量有很大提高。同时也能在现场将奥维地图没有的制约地物利用其定位功能将其记录在手机奥维中，通过这种方法，能准确了解路线的现场实际情况，对制约的地物也能比较准确地标注于地形图上，对于外业路线调查的效率和质量将起到很好的作用。

2.3 奥维地图在路线方案汇报中的应用

因奥维地图基于谷歌地图中的二维模型，因此立体感不强，因此在路线方案汇报中，为了增加三维效果，应尽量采用谷歌地图进行汇报。首先在奥维中将路线方案的各种方案和主要制约因素等绘制完成后，利用奥维的导出功能将其文件格式设置为kml文件形式，就能批量将奥维中的路线方案和制约因素全部导入到谷歌地图中，为汇报节省大量工作并能达到很好的汇报效果。

3 结语

通过以上的论述，将奥维地图应用于公路工程可行性研究阶段的路线方案研究，并且利用奥维手机版在外业勘察时能准确了解路线现场位置，因此利用奥维地图既能缩短路线方案设计的周期，减少外业踏勘工作量，又能提高外业踏勘的工作效率和质量，同时在路线方案汇报中，利用奥维地图导出功能将路线方案和制约因素批量转换为kml文件，使其与谷歌三维地形图完美结合，更加符合人们的感性认识。