WGS84坐标和KML文件在线路 工程勘测中的应用

2015-10-26 16:33  来源:中国岩土网  阅读:3418
利用现有移动设备、公共软件,解决了线路工程勘探点的可追溯性及重复利用的问题。文章对相关的软件、坐标的获取、KML文件制作与传输、以及WGS84坐标和KML文件在线路工程勘测中的功能和使用技巧进行了介绍。 大量工程实践表明,本文介绍的WGS84坐标和KML文件在线路工程勘测中的应用高效、可靠。通过KML文件的应用和大量地质数据的再利用,可为线路工程的勘测设计节约大量成本、缩短勘测外业工期,既可节约社会资源,又有利于环境保护,经济效益、社会效益和环境效益明显,应用前景良好。

WGS84坐标和KML文件在线路工程勘测中的应用

(yds911)

1  前言

线路工程勘测,由于工作量分散,一般不使用测量仪器施放位置,勘探点没有具体的坐标,多以地名标注,给勘测资料的归档、查询、再利用造成很大难度。随着GPS定位系统及其移动应用端的普及,使得线路工程外业勘测工作得到了极大的便利。目前智能手机等移动设备上的GPS定位精度一般在0.5~5.0m,完全满足线路工程勘探点对位置精度的要求。通过安装在移动设备上的公共软件,既可提取所在位置的WGS84坐标,也可快速、准确地找到已知WGS84坐标的点。在平时的外业勘测过程中,使用移动设备将所有勘测工作量的位置及时记录下WGS84坐标,录入地质数据库,通过长时间的积累,即可实现地质数据的查询、分析、再利用。

2  软件安装

为实现WGS84坐标和KML文件在工程勘测中的各项功能,需要必要的硬件与软件。硬件包括电脑、移动设备(如智能手机、IPAD等),电脑需要安装的软件包括地质数据库客户端、Google地球等,建议安装的软件有奥维地图浏览器、KML文件制作系统等;移动设备需要安装的软件包括 Google地球、GPS状态、电子邮箱客户端等,建议安装的软件有奥维地图浏览器、微信等。硬件设备在日常工作、生活中都是现有的,无需单独购置;软件中除了地质数据库系统需要单位建立(我单位将地质数据库集成于数字化电力规划设计平台中,很多单位已建立本单位的地质数据库,一些城市也建立了城市地质地理信息系统、部分行业也在建立地质钻孔数据库),其它软件均为公共软件,不需另行开发。

3  WGS84坐标的获取

WGS84坐标有多种获取途径,这里只介绍在勘测外业最容易操作的三种获取途径:

(1)使用安卓版GPS状态软件提取、手抄WGS84坐标;

(2)使用安卓版奥维地图浏览器记录点、收藏、同步,内业使用电脑版奥维地图浏览器同步收藏点后,可以手抄点的WGS84坐标,也可导出KML文件;

(3)凡经测量专业使用GPS仪器定位的点,均可导出WGS84坐标的Excel文件; 

图片未命名     

4  KML文件制作和传输

KML文件可以通过多种方式获得,有公共软件可以将Excel文件转换成KML文件,我们根据勘测数据的特点自行开发了“KML文件制作系统”。另外,有Google地球、奥维地图浏览器、各种地质数据库等多种软件可以直接导出KML文件。

KML文件的传输主要是指文件在电脑与移动设备之间的传输,也有多种传输渠道,这里推荐电子邮件和微信两种。不建议使用数据线将文件从电脑里直接复制到移动设备里,因为这样复制到移动设备里的文件不能直接打开,使用时需借助KMLZ to Earth软件打开,而且通过KMLZ to Earth软件寻找KML文件也比较麻烦,而通过电子邮件和微信发送到移动设备里的KML文件,通过电子邮件客户端和微信可以直接打开,只要在有网络信号的环境中事先下载完成,之后可以在任意环境条件下(如无网络信号的山区)打开并使用KML文件。

图3  KML文件制作系统界面

图3  KML文件制作系统界面

5  WGS84坐标及KML文件的应用

通过安装在移动设备上的公共软件及时提取勘测工作的WGS84坐标是基础工作,根据GWS84坐标,将勘测资料输入地质数据库,可实现勘测资料的储存、查询、分析、再利用。反过来,对于已知GWS84坐标的点,既可实现在内业软件上查看点附近的地形、地貌、地物及道路等信息,做到提前规划,又可在外业快速、准确地寻找到该点。对于批量的点可以做成KML文件,并可实现在多种设备、多种软件之间传递数据。

接到工程勘测任务,首先在地质数据库中查询该工程附近已有的勘测资料,然后利用内业软件辅助勘测方案制定,规划新增勘测工作地点,并把所有点输出KML文件,在勘测外业,利用Google地球、奥维地图浏览器等软件打开KML文件,指导外业勘测工作。需要说明的是,地图软件需要在WIFI环境下将工作区域的地图数据事先缓存下来,这样就可以在外业工作时节省大量GPRS流量,或是在没有网络信号的环境下正常使用。

图4   数字化电力规划设计平台界面(略)

6  主要效益

(1) 经济效益:由于大大提高了已有勘测资料的利用率,可节约今后线路工程勘测成本,视区域内已建工程的多少,一般可节约勘测成本10%~50%,尤其是在可研、初设阶段节约成本百分比更高。

(2) 环境效益:由于利用已有勘测资料的增多,减少了外业勘测工作量,从而降低了因外业勘测对环境的破坏,最大限度地保护了环境。

(3) 社会效益:因最大限度地利用已有勘测资料而减少勘测工作量,从而降低了工程项目的投资,节约了社会资源。

(4) 工期效益:由于外业勘测工作量的减少,缩短了工程项目的勘测周期,为整个工程项目建设周期做出了贡献。

(5) 安全效益:由于外业勘测是存在安全隐患的,因此勘测工作量的减少,会降低事故发生的几率。

7  应用案例

早在2012年,我专业部分技术人员开始尝试使用KML文件,当时只是局部、零散地使用,不系统,没有形成闭环。经过长时间的摸索,于2013年4月,已摸索出一套系统的WGS84坐标和KML文件使用方法,为验证该技术的可靠性,先后在多个线路工程中进行了试用,并对安装在移动设备上的安卓版GPS状态软件与测量专业GPS仪器进行了精度对比,安卓版GPS状态软件精度在0.3~5.6m,完全满足线路工程勘探点对位置精度的要求,见表1。在实例工程试用中,勘测资料的查询、再利用,在内业软件上辅助勘测方案的制定,在外业快速、准确地寻找到勘探点位置,KML文件在多种设备、多种软件之间传递数据等功能均达到了预期目标,技术可靠,满足在工程中应用条件。

表1    安卓版GPS状态软件定位偏差计算表

表1    安卓版GPS状态软件定位偏差计算表

2013年6月至今,该技术已在三十余项线路工程中应用,大大提高了工程附近已有地质资料的利用率,节约了勘测成本,缩短了勘测外业工期,提高了勘探点位置的精度,各方面效益体现明显。

当然,目前应用的工程实例均在本省境内,充分利用了我单位在本省境内储存的丰富资料的优势。由于我院地质数据库中储存的省外地质资料尚少,若到省外,可参考、利用的地质资料有限,但通过长期积累、地质数据的共享,可以弥补这一不足,但这些不会影响该技术在其他方面的应用。

8  设想

目前,各国、各行业、各地区以及各单位大大小小的地质数据库有很多(但尚有大量工程勘察资料并未收录进去),一般都需要到现场查询、购买,且数据量有限,大部分地质数据库又不对外开放,严重制约了地质资料的再利用,大量工程勘察工作需重复进行,造成极大的浪费。

设想基于互联网开发一套“开放式全球地质地理信息系统”,该系统主要用于地质学、工程地质、岩土工程、地质灾害、环境地质等领域,采用开放式管理,汇集全球地质数据(不包含涉密资料、涉及知识产权、版权问题等资料),方便全球地质工作者浏览、查询、下载。

所谓的开放式全球地质地理信息系统(或称数字地质地球),形式采用数字地球外观(类似google地球),全球的地质工作者、勘察单位及科研院所均可根据WGS84坐标,在“地球”上标注位置,并上传各类地质数据(如工程勘察的原始数据、经技术处理的勘察报告、不涉密的公共地质数据等资料),共同建立地质数据库,使用者只需浏览“地球”,即可根据WGS84坐标进行查询、检索、下载,使查询、下载更加快速、便捷,极大地提高了地质数据的再利用,既可节约社会资源,又有利于环境保护。当然,整个系统的建立、运行,尤其是采用开放式管理,需要全球地质工作者、相关政府部门通力合作,并建立强大的配套管理措施。长远来看,建立的数字地质地球可作为“数字地球”的一部分,这将是一件功德无量的壮举。

——已申请专利!

9  结语

大量工程实践表明,本文介绍的WGS84坐标和KML文件在线路工程勘测中的应用高效、可靠。通过KML文件的应用和大量地质数据的再利用,可为线路工程的勘测设计节约大量成本、缩短勘测外业工期,既可节约社会资源,又有利于环境保护,经济效益、社会效益和环境效益明显,应用前景良好。文章最后,笔者大胆提出了建立开放式全球地质地理信息系统的设想,抛砖引玉,供同行们共同思考。

PPT课件详见http://www.yantuchina.com/resource/detail/5797.html

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我有话说

全部评论(10)

  • yds911发表于 04月27日 08:36高级工程师,注册土木工程师(岩土),先后发表专业论文20余篇,参与撰写专业专著一部,获得发明专利授权两项、实用新型专利授权九项。
  • 请大家注意:使用奥维地图软件现场记录的勘探点,由于软件直接提取的坐标存在系统误差(火星坐标系统),不能在软件上直接读取坐标,应将所有勘探点导出KML格式或txt格式文件,然后使用“记事本”软件打开导出的KML(txt)文件,在该文件中复制出每个勘探点的坐标(导出的KML(txt)文件中的坐标为准确坐标)。 注:火星坐标系统:是一种国家保密插件,也叫做加密插件或者加偏或者SM模组,其实就是对真实坐标系统进行人为的加偏处理,按照特殊的算法,将真实的坐标加密成虚假的坐标,而这个加偏并不是线性的加偏,所以各地的偏移情况都会有所不同。而加密后的坐标也常被人称为火星坐标系统。
点评:
  • 494没人疼发表于 10月13日 15:02这家伙很懒,没有个性签名!
  • 我们现在做铁路线路勘察项目来说,用奥维地图在现场很方便
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  • sy1991发表于 05月26日 09:37这家伙很懒,没有个性签名!
  • 挺好的,前面的使用谷歌地球、奥维、kml文件等都是目前我们线路经常用的,不过我们单位自己开发了一个智能化平台,什么坐标系坐标输入进去都可以导出kml格式文件,然后导进去手机里,线路勘测时在后面找点比较方便了,误差也不大。
点评:
  • 沙漠小白杨发表于 11月25日 14:59这家伙很懒,没有个性签名!
  • 想法很好,关键怎么做出来
yds911发表于11月28日 12:34

目前技术上不存在问题,问题在于如何建立共享机制、打破壁垒,这是一个“超前”的构想,需要随着社会经济的发展、人类文明的进步,一步一步慢慢来实现的!目前已有部分行业、社会公共团体在小范围内探索、尝试了;如:上海地质资料信息共享平台—— 等。

yds911发表于11月28日 12:35

输入的链接不见了,请自行百度吧!

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  • 659504309发表于 11月04日 08:46这家伙很懒,没有个性签名!
  • 想法真的是太好了
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  • cy0425发表于 10月29日 10:33微笑着面对每一天
  • 很想用你提出的设想,顶一下!
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  • zqx_591110发表于 10月29日 09:37这家伙很懒,没有个性签名!
  • 鉴于信息安全考虑,放开推行难
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  • barnacle发表于 10月28日 07:54地质技术支持平台 千人群190068570  群名片:省市-专业-用户名 如:京-地勘-站长 http://www.geosupport.cn/uploadpicture/georunning.gif
  • 鉴于信息安全考虑,难以放开推行
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  • 奎宿九发表于 10月27日 11:59这家伙很懒,没有个性签名!
  • 设想很好,但有些行业壁垒很难打破!
yds911发表于10月27日 18:04

是的,但这将是一个大方向,个人觉得!

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  • seabirdys发表于 10月27日 11:22这家伙很懒,没有个性签名!
  • 很好 谢谢分享!! 实用方便 ppt也写的很详细
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张石友

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