【技术】浅谈奥维地图在工程施工中的应用
摘要 本文以珠三角城际轨道交通新白广项目前期准备工作为依托，以奥维地图与CAD的无缝对接为研究对象，总结并完善了一套相对成熟的应用技术。该应用技术能在实际地形中迅速找到结构物的大致位置，为工程前期线路勘测及临时工程设施的规划布置争取足够的时间并提供相对合理的依据，为工程前期准备工作创造了有利条件，也对工程的建设起到了较大的推进作用。
关键词 奥维地图 无缝对接 应用 坐标转换
引言
在野外线路工程(公路、铁路)施工准备阶段，施工单位往往会投入较多的人力、物力对待建项目进行实地考察，其考察内容主要包括：水文气象资料、地质勘测资料、工程项目施工现场情况、施工现场地下管线、线路沿线砂石料场及取、弃土场分布、临时设施的布置等施工环境调查。实践表明，工程项目前期的考察工作，对优化资源配置、降低施工成本有巨大的推动作用，也为工程项目尽早开工及建设目标圆满完成提供了强有力保障。在以往的线路工程实地考察工作中，工作人员依据设计单位提供的小比例带状线位图，首先对待建线路位置进行确认，由于带状图对线路沿线周边的地形、地貌描绘范围十分有限，导致寻线工作较为困难，严重影响实地考察的进度。当待建工程地处山区时，植被繁茂，千沟万壑，这种弊端尤为突出。随着科技的不断发展，尤其是智能手机时代的来临，电子地图被越来越多的应用到工程实践中，本文介绍的奥维地图浏览器在工程实践中的应用，其强大的地图编辑功能配合智能手机的定位功能，完全克服了纸质带状线位图的诸多缺点，很大程度地提高了线路项目前期考察工作的效率。
1 奥维地图介绍
奥维互动地图软件是一款集定位指南、语音导航、位置分享、轨迹记录、地物标记等功能与一体的全功能、全平台的互动地图应用软件，可支持手机和电脑终端安装使用。
奥维互动地图浏览器集多种知名地图于一体，拥有强大的设计功能与地理信息展现技术，可满足各行各业地理信息规划的需求。目前已集成了Google地图与卫星图、Bing卫星图、百度地图、搜狗地图等多种知名地图。奥维地图可直接读取CAD设计文件并将其转化为奥维对象，将设计的构筑物展现在地图之上；也可以将奥维地图图片及奥维对象直接转换为CAD底图与矢量对象，以在CAD上做进一步的精细设计。
奥维互动地图地图软件的导入导出标记主要是ovobj、kml、gpx、plt、dxf、cad和txt等格式文件，主要是采用dxf、kml、ovobj文件进行项目前期考察应用的数据文件处理以及手机与电脑终端数据传输共享。
2 奥维地图与CAD无缝对接
2.1 无缝对接的介绍
无缝对接就是将本工程线路CAD(dxf格式)平面位置图（图1）导入奥维地图中，在奥维地图中结合地形地貌对 CAD图进行编辑，然后再从奥维地图中导出，在CAD软件中进一步修改、细化。通常情况下，CAD图使用的是平面坐标，如北京54／西安80①UTM坐标／或者自定义的平面坐标系，而奥维地图使用的是WGS-84坐标 (即经纬度坐标)，本工程采用的是西安80坐标系，奥维地图导入导出 CAD(dxf格式)平面图（图2）文件首先进行平面坐标与 84坐标之间的互相转换。奥维地图提供5种方式来完成平面坐标系与 84坐标系之间的转换，即：奥维平面坐标法、关联点转换坐标法、UTM坐标法、横轴墨卡托投影坐标法、经纬度法（图3）。本文以关联点转换坐标法为例，简要说明其转化过程。
图1 工程线路CAD（dxf格式）平面位置图文件
图2 线路平面图
图3 奥维地图提供的5种完成平面坐标系与84坐标系之间转换的方式
2.2 关联点转换坐标法
关联点即公共点，该公共点在平面坐标系中和WGS-84坐标系中表示同位置。可以选择一些比较有代表性的点，如道路交叉点、控制点等。为了减小坐标系间转换带来的误差，本工程采用的是控制点关联转换，选择的公共点个数一般不少于 3个。坐标转换的步骤：(1)根据工程线路特点选取标头，中间及标尾三个CPI控制点；(2)根据CPI坐标转换成奥维地图特用坐标系WGS-84经纬度，在奥维地图中分别找到相对应的点，各自创建标签（图4），在备注栏填人X、Y坐标（图5），保存该标签，这样关联点就建立好了；(3)将CAD(dxf格式)图拖人奥维地图软件中，会自动弹出解析文件对话框；(4)对坐标系转化方式和关联点进行相应的选择，坐标转换方式选择关联点转换坐标。关联点管理中选择第(2)步中建立的三个关联点标签（图6），点击开始解析，解析完成后既可自动将 CAD图展现在奥维地图中。至此，我们就完成了 CAD图导入奥维地图的全过程（图7）。CAD图的导出过程与导人过程是互为可逆的，按照相同的坐标转换方式和关联点进行选择，既可实现 CAD图的导出。
图4 奥维地图中创建CPI标签
图5 输入关联点坐标
图6 三个关联点标签
图7 线路及控制点全部导入后的效果图
3 奥维地图在工程前期考察中的应用
奥维地图在工程前期中的应用十分广泛，现以新白广铁路项目为例进行详细说明。本项目线路长，地处山区，地形地貌复杂，前期考察及临建工作中，奥维地图提供了很大便利，实用性很强。
3.1 地形地貌考察工作中的应用
单位在进场之后，立即展开了对铁路沿线地形地貌的考察工作。利用奥维地图浏览器的卫星地图，能够比较直观的看出沿线地势的起伏变化情况，以及红线范围内结构物情况，并对全线地形地貌都可以得到清楚、具体的认识。这样，对于工程的整体把控准确、清晰，明确了施工重难点，为制定下一步施工计划提供了可靠而详尽的技术保证，有利于下一步工程施工工作的总体部署。
3.2 数据的记录、分享
奥维互动地图支持相关信息检索、图片记录、以及罗盘和语音导航功能，为外业调查提供了重要辅助功能。现场考察过程中，可以利用GPS导航功能进行实时定位，还可记录现场勘察轨迹，标记出不易发觉小路、地物以及弃土场位置、范围等，方便随时查看，通过手机4G网络可以实时发布考察的进场道路、临时位置调查情况等，考察现场记录的位置、轨迹、照片等数据信息还可以进行云端共享，实现内外业同步的效果，发现问题实时进行沟通，既防止数据丢失，又大大提高了工作效率。
3.3 控制网加密工作中的应用
CAD与奥维互动地图的无缝对接能更细致、便捷的对控制网进行布设，在奥维互动地图中，能比较清晰的看出线位、主要构筑物、地物地貌等，能准确的测距，有利于把握控制点的间距以及结构物影响控制点的通视效果进行综合评价选择。奥维互动地图选点技术省去了纸质图上作业和电子数据编辑之间繁琐工作，将外业工作与内业工作全部落实在奥维互动地图这一平台上，抛开了纸质图作业这一过程，大大简化了工作量，提高工作效率。根据实际地形和控制点布置原则对控制网进行加密，把加密的控制点在地图上全部标记出来，生成有效标签并予以注释。然后利用奥维地图的gps导航功能快速的到达指定地点，对控制点位置进行适当修正。这种技术手段不仅便于控制点的控制管理而且便于后续现场查找（图8）。
图8 标记加密控制点后图形
3.4 内业数据整理
外业考察结束后，将外业考察时记录的轨迹、图形、照片、现场标识记录等以标签的形式导出DXF（CAD）格式文件，实现图片和线路、标识等协同制作（图9），外业考察时记录多且复杂，可以在奥维互动地图中调整标签类型、颜色属性加以区分，实现数据整理的清晰性。直观了解线路现场实际情况及位置关系，以及周边环境分布情况。对于工程线路长具有独特优势，提高速度的同时，提高准确度，并可根据需要打印不同地图背景下的工程线路图（一般选择Google地图与卫星图）。
图9 导出图片及打印
3.5 临时便道的规划
为保证工程的顺利进行，对于便道规划合理性起着关键作用，奥维地图可直观撑握线路周围的环境及交通状况，尽量利用现有道路，对于原有道路的切入引入，在成本最小、进度最快上起着关键作用，利用测距以及面积功能可初步确定线路长度及占地情况，并做出最合理性决定。
4 结束语
通过奥维地图在工程中应用，我们充分体会到了奥维地图的便捷性与实用性。特别是对于公路铁路等线性工程，具有广泛的推广前景和价值。所需要的硬件设备仅仅是一台笔记本（内业数据整理）和一台平板电脑或者智能手机（野外踏勘选点选线），比起携带大量图纸要轻便的多，减轻了野外踏勘工作的负担，其操作简单、便捷、实用性强、便于普及的特点使工程的前期考察踏勘工作变得省时省力，极大提高了工作效率和质量，为工程施工的前期准备和顺利开工提供了可靠依据和有力保障。
参考文献
[1]曹增茂，奥维互动地图在高速公路前期考察中的应用，工程技术：全文版，2016（9）：00154.
[2]杜耀宾，奥维地图与谷歌地球联用在工程前期应用技术研究，四川水力发电，2016，35（05）.[3]孟韶龙，徐俊科，奥维互动地图在勘察测量工作中的应用[C]，油气储运技术论文集，北京：石油工业出版社，2015：445-449.
[4]汤敏，手机电子地图在公路勘测中的应用[J]，低碳世界，2015（1）：81-82.
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来源：中铁二十二局五公司技术中心 作者：王 伟 宋 伟
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