基于.實(shí)景三維GIS數(shù)字公路的技術(shù)與應(yīng)用項(xiàng)目解決方案

1、基于實(shí)景三維GIS數(shù)字公路的技術(shù)與應(yīng)用解決方案91否審三單g勻樣世二卓耳雨門弘更新時(shí)間：2010-05-06詳細(xì)說(shuō)明一、引言在公路，尤其是高速公路傳統(tǒng)的日常道路運(yùn)行中，我們的養(yǎng)護(hù)、維護(hù)、路政、救援、應(yīng)急指揮等管控作業(yè)流程通常需要通過(guò)收集各級(jí)管理、養(yǎng)護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)反饋大量的運(yùn)行情況，然后看設(shè)計(jì)文件、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、圖紙、照片來(lái)了解、分析、決策。然而,由于這些傳統(tǒng)的管控作業(yè)往往會(huì)由于資料量大、不全、不準(zhǔn)、難找，十分困難、低效；即便找到了，這些傳統(tǒng)的資料對(duì)于非專業(yè)人員來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)枯燥、圖形抽象、信息孤立而難以關(guān)聯(lián)，以至嚴(yán)重影響我們的道路運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)管理水平，在道路應(yīng)急救援、搶險(xiǎn)的時(shí)候這個(gè)問(wèn)題更加突出。這樣的問(wèn)題在幾

2、條高速公路的運(yùn)行管理中已經(jīng)明顯的產(chǎn)生了。隨著“7918”規(guī)劃的實(shí)施，這幾年我們很多省已經(jīng)形成了幾百、上千公里的路網(wǎng)，一些大省更是將形成3千到5千公里的路網(wǎng)，當(dāng)高速公路形成網(wǎng)絡(luò)后這個(gè)問(wèn)題必將更加嚴(yán)重。一種米用高清數(shù)字?jǐn)z影攝像+陀螺儀+GPS三種技術(shù)組合的移動(dòng)式道路實(shí)景信息米集技術(shù)，即所謂基于MMS技術(shù)的實(shí)景三維GIS的應(yīng)用，必將徹底改變這種狀態(tài)。當(dāng)我們采用了基于MMS技術(shù)的實(shí)景三維GIS系統(tǒng)以后，你可以將每一公里道路、每個(gè)立交、隧道、橋梁、收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、邊坡、涵洞、上跨下穿管線，乃至任何你要關(guān)注和管理的構(gòu)造物、設(shè)備都采集到你的路段、路網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)以后，你不用挪動(dòng)一步路，你所管控的任何

3、對(duì)象分分秒秒之間將以實(shí)景視頻的方式展示在你的面前！你可能不信，上千公里高速公路要采集這么多的基于GIS的構(gòu)造物、設(shè)備信息，需要多大的數(shù)據(jù)庫(kù)支撐？需要多少時(shí)間采集？你可能懷疑，如此龐大的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)，調(diào)用某個(gè)信息需要多少時(shí)間?一個(gè)這樣的公路網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)能同時(shí)支持多少用戶？使用是否方便？本文將在下面的篇章里用數(shù)據(jù)和案例告訴你。二、GIS技術(shù)與公路管理的關(guān)系截至2009年底，我國(guó)建成的高速公路已經(jīng)達(dá)到6.5萬(wàn)公里左右。公路的一個(gè)突出特點(diǎn)是：點(diǎn)多、線長(zhǎng)、網(wǎng)狀、面廣。一個(gè)省、一個(gè)地區(qū)直到一個(gè)國(guó)家，都會(huì)有一個(gè)龐大的公路網(wǎng)，這些公路網(wǎng)必然是由許許多多道路、橋涵、隧道、邊坡、綠化、立交、收費(fèi)站、監(jiān)控站、配電

4、房、服務(wù)區(qū)、停車區(qū)等等各種設(shè)施和構(gòu)造物串聯(lián)形成的，它們以不同的形態(tài)、不同的功能、不同的空間位置但又相互密切相關(guān)地、互為依靠地分布在我們廣大的地理范圍內(nèi)。在長(zhǎng)期的公路運(yùn)營(yíng)中，交通擁堵與事故、自然和氣象災(zāi)害是我們永遠(yuǎn)要面對(duì)困難和矛盾，而這些事件、事故、災(zāi)害也同樣分布在我們公路網(wǎng)所在的廣大的地理范圍內(nèi)。這一切告訴我們，對(duì)于公路的運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)、管理，必須要掌握和了解與公路設(shè)施和構(gòu)造物密切相關(guān)的地理環(huán)境，以及現(xiàn)代科技對(duì)地理環(huán)境進(jìn)行標(biāo)識(shí)和管理的GIS技術(shù)，而在應(yīng)對(duì)各類突發(fā)事件中，GIS系統(tǒng)的應(yīng)用已成為現(xiàn)代化公路管理的重要課題。2.1 GIS與高速公路管理具有不可分割的關(guān)系何謂“GIS”？GISGeograp

5、hicInformationSystem地理信息系統(tǒng)“基于位置的信息”。地球上任何一樣物件，只要存在，就一定會(huì)有一個(gè)它存在的位置，也就會(huì)有一個(gè)它對(duì)應(yīng)的GIS坐標(biāo)。對(duì)于我們管理的高速公路的各種構(gòu)造物和設(shè)施，或稱為物件，它也必然會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的GIS坐標(biāo)。在我們傳統(tǒng)的公路管理中，在沒(méi)有建立GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的情況下，或者說(shuō)我們?nèi)绻撾x了GIS的坐標(biāo)管理我們的公路時(shí)，我們可以看到大量的統(tǒng)計(jì)報(bào)表、圖紙、照片、影像資料。但是，我們無(wú)法清晰地、一目了然地看到我們整個(gè)路網(wǎng)（這里我們要特別強(qiáng)調(diào)形成路網(wǎng)以后）各種構(gòu)造物和設(shè)施的布局，無(wú)法看清楚這些構(gòu)造物、設(shè)施之間的地理關(guān)系和與地理位置相關(guān)的功能關(guān)聯(lián)性。然而，對(duì)公路網(wǎng)各種

6、構(gòu)造物和設(shè)施布局的地理信息的掌握，絕對(duì)是路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)、管理、應(yīng)急救援管理的重要要素。比如，路網(wǎng)中交通量最大、收費(fèi)額最小、通行最堵分別在路網(wǎng)的什么位置，它和周邊道路結(jié)構(gòu)有何關(guān)系、周邊的工業(yè)、運(yùn)輸、物流、貿(mào)易、旅游狀態(tài)如何、區(qū)域的交通量、出行特點(diǎn)、車輛類別有什么特點(diǎn)；又比如，路網(wǎng)中養(yǎng)護(hù)頻率最高、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用最多的路段、構(gòu)造物分布在什么位置，該區(qū)域的道路狀態(tài)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、氣象條件、交通量、車輛類別如何；再比如，當(dāng)一個(gè)隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)，我們的應(yīng)急預(yù)案必須立即找到離火災(zāi)點(diǎn)最近并可用的各種消防資源，如：消防隊(duì)、滅火器材、搶險(xiǎn)隊(duì)、醫(yī)療、救援通道、逃生通道、車輛撤離通道、情報(bào)板,等等。以上應(yīng)用無(wú)一可以離開(kāi)GIS數(shù)據(jù)

7、庫(kù)。2.2 GIS與公路管理結(jié)緣的漫長(zhǎng)道路其實(shí)GIS早在15年前已經(jīng)在我們的公路勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、和管理中得到了一些應(yīng)用。由于公路管理的分散性和大空間跨度性，空間地理信息成為鏈接公路運(yùn)營(yíng)管理服務(wù)包括收費(fèi)、通信、監(jiān)控系統(tǒng)及各業(yè)務(wù)系統(tǒng)如養(yǎng)護(hù)、路政、資產(chǎn)管理系統(tǒng)的信息基礎(chǔ)設(shè)施，采用各種先進(jìn)科技、提高公路管理水平，實(shí)現(xiàn)公路可視化、信息化綜合管理，已經(jīng)成為公路基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)與建設(shè)的緊迫要求。多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者陸續(xù)將地理信息技術(shù)引入到公路信息化管理，在公路建設(shè)、路政執(zhí)法和資產(chǎn)管理方面取得較好的效果。美國(guó)聯(lián)邦公路局將GPS、GIS及多媒體視頻等技術(shù)應(yīng)用到公路資產(chǎn)管理，可以迅速的定位查看損壞的公路資產(chǎn)視頻，保證

8、了道路的安全性4。新西蘭ROMDAS集成GPS和Video,用GPS中心線實(shí)現(xiàn)了可視化的公路管理5。但是，在我們國(guó)內(nèi)的具體應(yīng)用中，由于公路系統(tǒng)內(nèi)包括運(yùn)營(yíng)、路政、養(yǎng)護(hù)等多個(gè)部門，各個(gè)部門有各自的信息系統(tǒng)，彼此之間的數(shù)據(jù)也是由各自部門維護(hù)。因?yàn)椴捎貌煌臄?shù)據(jù)格式和交換格式，導(dǎo)致無(wú)法整合到統(tǒng)一的地理數(shù)據(jù)平臺(tái)上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)挖掘，不能有效實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享，從而使得各個(gè)部門之間難以實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同，決策者難以通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)展示平臺(tái)及時(shí)全面地掌控整體的公路運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。而早期的GIS應(yīng)用一般采用傳統(tǒng)的二維地圖顯示方位信息，不能顯示詳細(xì)的環(huán)境信息（山體、邊坡的形態(tài)等），而對(duì)于分布在狹長(zhǎng)的地表公路，穿越高山峽谷等

9、各種復(fù)雜的地理環(huán)境，三維的環(huán)境構(gòu)造的信息和數(shù)據(jù)是十分重要的。一旦雪災(zāi)、地震、滑坡、水災(zāi)等自然災(zāi)害不期而至?xí)r，需要通過(guò)歷史的和實(shí)時(shí)的環(huán)境信息對(duì)比為決策指揮提供依據(jù)，而這些卻正是二維地圖數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。另外，在二維地圖上，所有的公路設(shè)施都是以平面投影的符號(hào)來(lái)表達(dá)的，不但不夠直觀，有時(shí)還會(huì)導(dǎo)致判讀的困難，例如：當(dāng)一個(gè)桿上有幾個(gè)標(biāo)志時(shí)，就只能以變通方式表示，需要有一定識(shí)圖經(jīng)驗(yàn)的人才能讀懂。二維地圖上，也無(wú)法全面表示立面目標(biāo)之間準(zhǔn)確的相對(duì)關(guān)系，諸如橋梁上的標(biāo)志或廣告牌與橋梁之間的相對(duì)關(guān)系，電線與路牌之間的相對(duì)關(guān)系等等。這樣就不能通過(guò)信息系統(tǒng)對(duì)立面設(shè)施進(jìn)行查詢、觀察和分析。這種狀況嚴(yán)重影響了GIS技術(shù)在公

10、路領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、3D動(dòng)畫技術(shù)的發(fā)展，為了讓非GIS專業(yè)人員在廣大領(lǐng)域更方便的使用GIS技術(shù)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、3D動(dòng)畫技術(shù)開(kāi)始與GIS技術(shù)結(jié)合，出現(xiàn)了三維仿真GIS的應(yīng)用，較好地克服了一般業(yè)務(wù)、管理人員利用GIS技術(shù)的困難。但是,由于利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、3D動(dòng)畫技術(shù)建立三維GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的信息采集和制作困難、周期長(zhǎng)、成本高，此項(xiàng)應(yīng)用仍然大面積、多領(lǐng)域推廣應(yīng)用。基于MMS技術(shù)的實(shí)景三維GIS的應(yīng)用技術(shù)正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生的。這種革命性的GIS應(yīng)用技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，如同當(dāng)年由于基于窗口圖形的Windowsd操作系統(tǒng)的應(yīng)用，使得億萬(wàn)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人們，終于擺脫了基于計(jì)算機(jī)命令的復(fù)雜的D

11、OS操作系統(tǒng)的束縛，非常方便地使用計(jì)算機(jī)處理他們自己的事務(wù)。以至今天無(wú)論老人還是小孩只要使用一個(gè)鼠標(biāo)，就可以在計(jì)算機(jī)熒屏上點(diǎn)一下他選擇的某一個(gè)圖標(biāo)，就可以做許許多多的事情了。實(shí)景三維GIS技術(shù)的應(yīng)用將使各種非GIS專業(yè)的業(yè)務(wù)、管理、領(lǐng)導(dǎo)人員在日常管理中不再唯一地依靠抽象的圖紙、枯燥的數(shù)據(jù)、孤立的圖像來(lái)分析判斷運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急救援面臨的各種復(fù)雜的相關(guān)矛盾或沖突，他們可以借助實(shí)景三維GIS數(shù)據(jù)庫(kù)，快速瀏覽事件現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)景GIS視頻（通常只需分秒之間），清楚地了解前后左右道路結(jié)構(gòu)狀態(tài)（包括構(gòu)造物的實(shí)際幾何數(shù)據(jù)）、相鄰交通結(jié)構(gòu)之間的功能關(guān)系及通行能力；通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)掌握實(shí)時(shí)的交通信息和氣象信息，

12、從而可以準(zhǔn)確、有效地提出具體的處置決策。有了實(shí)景三維GIS的應(yīng)用技術(shù)，我們可以期待，GIS的應(yīng)用一定會(huì)更多、更方便地應(yīng)用到我們各行各業(yè)的工作、管理乃至我們的生活中來(lái)。三、實(shí)景三維GIS的核心技術(shù)事實(shí)上，基于傳統(tǒng)二維地圖的GIS空間分析是不完整的，因?yàn)樗荒軐?shí)現(xiàn)宏觀的、濃縮的、概略的統(tǒng)計(jì)和分析，一旦我們要對(duì)細(xì)部環(huán)境信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、觀察和分析，則無(wú)法得到足夠的數(shù)據(jù)支持。因此，我們需要一種新的數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)管理手段來(lái)滿足公路部門在路政、養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急和出行服務(wù)等方面對(duì)于詳細(xì)環(huán)境信息和數(shù)據(jù)的需要。實(shí)景三維GIS技術(shù)和基于MMS技術(shù)的移動(dòng)采集系統(tǒng)能夠很好的解決這個(gè)問(wèn)題。3.1實(shí)景三維GIS傳統(tǒng)GIS的使用

13、者常常感到困惑，分辨率越來(lái)越高的航片和衛(wèi)片可以讓人越來(lái)越清晰地鳥(niǎo)瞰地球，然而一旦到了地面，能夠看到的只有抽象的二維地圖或是為模擬空間繪制的虛擬3D仿真圖，無(wú)法讓人全面了解環(huán)境?，F(xiàn)有的行業(yè)GIS主要基于符號(hào)化的二維地圖構(gòu)造，只能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的平面圖形顯示。隨著近年來(lái)測(cè)繪技術(shù)、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，實(shí)景三維的地理信息系統(tǒng)已突破原有技術(shù)瓶頸，現(xiàn)已成為國(guó)際GIS應(yīng)用的熱點(diǎn)，也代表著未來(lái)GIS的一個(gè)重要發(fā)展方向。實(shí)景三維GIS是在二維GIS的基礎(chǔ)之上，增加了連續(xù)的實(shí)景三維影像，并通過(guò)開(kāi)放的軟件（真圖（TrueMap）地理數(shù)據(jù)平臺(tái)）與基于GIS的行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行無(wú)縫集成，從而給用戶提供了具有豐富環(huán)境信息和立

14、面信息的實(shí)景可視化環(huán)境，有效的支持了管理和決策等高級(jí)應(yīng)用，真可謂“千里高速，盡收眼底”！word可編輯.圖1實(shí)景三維GLS與恃統(tǒng)二宦平面GI5-由于公路部門的管理對(duì)象90%與地理位置有關(guān)，地理數(shù)據(jù)對(duì)于公路管理具有十分重要的地位。在常規(guī)的公路管理信息系統(tǒng)中，使用的地理數(shù)據(jù)主要是簡(jiǎn)單的二維矢量圖，所有的公路設(shè)施都是以平面投影的符號(hào)來(lái)表達(dá)的，某些情況下會(huì)導(dǎo)致判讀的困難，例如：當(dāng)一個(gè)立桿上有幾個(gè)標(biāo)志牌時(shí)，就只能變通方式表示，需要有一定識(shí)圖經(jīng)驗(yàn)的人才能讀懂。二維地圖上，也無(wú)法全面表示立面目標(biāo)之間準(zhǔn)確的相對(duì)關(guān)系，諸如橋梁上的標(biāo)志或廣告牌與橋梁之間的相對(duì)空間關(guān)系，跨線電纜與路牌之間的相對(duì)空間關(guān)系等等。這樣就

15、不能通過(guò)信息系統(tǒng)對(duì)立面設(shè)施進(jìn)行查詢、觀察和分析。實(shí)景三維GIS作為一種新興的技術(shù)，能夠?yàn)楣返墓莛B(yǎng)提供豐富的基礎(chǔ)地理空間的實(shí)景視頻信息。3.2 MMS移動(dòng)采集系統(tǒng)移動(dòng)道路信息采集系統(tǒng)是在機(jī)動(dòng)車上裝配GPS（全球定位系統(tǒng)）、CCD（視頻系統(tǒng)）、航位推算系統(tǒng)（陀螺儀）等先進(jìn)的傳感器和設(shè)備，在車輛以80-100公里/小時(shí)行進(jìn)之中，快速采集道路及道路兩旁地物的空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，并同步存儲(chǔ)在車載計(jì)算機(jī)中，經(jīng)專門軟件編輯處理后，最終形成各種地理信息。平均每公里道路采集并在后臺(tái)處理完成后的數(shù)據(jù)量約100兆/公里。（根據(jù)采集信息種類、數(shù)量多少、標(biāo)注的要求會(huì)議一定比例的增減）egmtahHiQ*INfS/

16、DR哉ititgRTTUjlSJAIphuSAnMiili,確肝帖宜第即曲QgmtahHiQ圖MMS的工作廉誓JOthAr#OJbfe«Fleshurco-s4kmjKX19ritjUM3.3移動(dòng)巡查系統(tǒng)對(duì)于臨時(shí)的、突發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)信息采集，可以采用移動(dòng)巡查系統(tǒng)。移動(dòng)巡查車上安裝有GPS、視頻、可量測(cè)立體相對(duì)和3G傳輸設(shè)備，能夠方便接入現(xiàn)場(chǎng)視頻，構(gòu)建動(dòng)態(tài)可量測(cè)的實(shí)景影像公路系統(tǒng)，通過(guò)3G設(shè)備將現(xiàn)場(chǎng)情況快速送達(dá)指揮中心，使決策者在第一時(shí)間掌握現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，迅速準(zhǔn)確的做出應(yīng)急指揮決策。圖3韜動(dòng)巡査系綻誦苗枸“四、三維實(shí)景GIS公路綜合管理系統(tǒng)在公路管理中的應(yīng)用4.1公路綜合管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)隨著國(guó)

17、家高速公路“7918”規(guī)劃的快速推進(jìn)，我們各省的高速公路正在以史無(wú)前例的速度進(jìn)行建設(shè)，大部分省市在完成國(guó)家規(guī)劃項(xiàng)目建設(shè)的同時(shí)，已經(jīng)形成自己的高速公路網(wǎng)絡(luò)。如上所說(shuō)，當(dāng)各省乃至國(guó)家高速公路網(wǎng)絡(luò)形成以后，區(qū)域化的高速公路管理必將成為各省和國(guó)家公路管理的必然方向。國(guó)家交通運(yùn)輸部已經(jīng)組建了路網(wǎng)中心，許多省市也已經(jīng)或正在建設(shè)省級(jí)路網(wǎng)中心或監(jiān)控中心。在國(guó)家和省級(jí)路網(wǎng)中心的建設(shè)中，我們應(yīng)該認(rèn)真研究GIS平臺(tái)的建設(shè)方案，充分利用先進(jìn)的基于實(shí)景三維的GIS應(yīng)用技術(shù)，構(gòu)建公路綜合管理系統(tǒng)?；趯?shí)景三維GIS的數(shù)字公路體系采用移動(dòng)道路測(cè)量系統(tǒng)獲取的可視、可量、可挖掘的地面立體影像對(duì)序列與高分辨率遙感影像無(wú)縫集成的鏈

18、接，將形成“天地一體化”的數(shù)字公路平臺(tái)（如圖3），實(shí)現(xiàn)公路數(shù)字可視化建庫(kù)。在此基礎(chǔ)上可對(duì)可量測(cè)實(shí)景影像的測(cè)量與任意標(biāo)注，并將其鏈接到其他專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，真正實(shí)現(xiàn)公路地理信息、專業(yè)臺(tái)帳信息和可視化影像信息的有機(jī)結(jié)合，從而為各業(yè)務(wù)、應(yīng)用和服務(wù)系統(tǒng)提供一個(gè)完全真實(shí)的數(shù)字公路平臺(tái)，進(jìn)而為公路發(fā)展規(guī)劃、路網(wǎng)布局、公路建設(shè)、公路災(zāi)害的有效預(yù)測(cè)、預(yù)警、預(yù)報(bào)以及突發(fā)性事件快速處理提供決策支持及公眾服務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)公路信息化、可視化和智能化管理。X.弄護(hù)愛(ài)應(yīng)川魁7處賂璨介地理佔(zhàn)息綣忙眷眾耿務(wù)（僵耿商訊麗函C）（5莎而狗廠苛）I:：J-圖4實(shí)景三維公路綜合管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)一個(gè)典型的公路綜合管理系統(tǒng)分為信息采集層、地理

19、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和公眾服務(wù)層。信息采集層使用移動(dòng)道路測(cè)量系統(tǒng)、移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)和道口監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行多源數(shù)據(jù)采集。用于公路綜合管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包括二維矢量數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、實(shí)景三維影像數(shù)據(jù)等系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和用來(lái)支持決策服務(wù)的實(shí)時(shí)道口流量數(shù)據(jù)、移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)采集的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)。公路綜合管理系統(tǒng)是一個(gè)專家系統(tǒng)，對(duì)于這個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可分為兩層,一層是包含豐富空間信息和環(huán)境信息的地理數(shù)據(jù)庫(kù)層；公路行業(yè)的路產(chǎn)權(quán)信息、坐標(biāo)/里程碑信息等業(yè)務(wù)相關(guān)信息則存儲(chǔ)在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)層。在數(shù)據(jù)層之上的業(yè)務(wù)應(yīng)用層和公眾服務(wù)層是在這兩套綜合數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)于行業(yè)決策支持，例如：路政巡查、養(yǎng)護(hù)管理和應(yīng)急指揮，提供一個(gè)實(shí)景三

20、維可視化平臺(tái)。公眾服務(wù)層對(duì)于老百姓關(guān)心出行信息、道路信息和公交信息等提供發(fā)布平臺(tái)。4.2基于實(shí)景三維GIS的公路路政管理公路路政巡檢部門為了確保所轄區(qū)域內(nèi)公路線路的正常運(yùn)作，需要派出路政巡檢人員定期到每條公路線路對(duì)公路及所附屬的構(gòu)造物（路線、路基、路面、沿線設(shè)施、橋涵及交叉工程、綠化和路況質(zhì)量進(jìn)行檢查、測(cè)量、評(píng)定，還需要對(duì)公路的養(yǎng)護(hù)管理資料（公路病害資料、公路病害修復(fù)信息、公路日常養(yǎng)護(hù)信息等）進(jìn)行更新、存儲(chǔ)、分析，并且為養(yǎng)護(hù)管理人員提供數(shù)據(jù)分析以提高管理質(zhì)量。路政巡視檢查和評(píng)測(cè)工作為所轄區(qū)域的正常交通暢通及安全運(yùn)行提供了重要保障?；趯?shí)景三維影像的公路綜合管理系統(tǒng)建立了一個(gè)基于全球定位系統(tǒng)（G

21、PS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和監(jiān)控設(shè)備的車輛系統(tǒng)、便攜式系統(tǒng)、固定監(jiān)控系統(tǒng)組成的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，能夠極大的提高路政的工作效率：1）便攜式系統(tǒng)：巡檢人員手持裝有公路地理信息（電子地圖）的掌上電腦，通過(guò)GPS定位，可以直接巡檢轄區(qū)路段和設(shè)施，并通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與指揮中心數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，實(shí)現(xiàn)案件的移動(dòng)巡查，快速處理。2）移動(dòng)巡查車系統(tǒng)：系統(tǒng)通過(guò)視頻將巡查的路況、事件、位置GPS）等同步發(fā)送到指揮中心，也可以根據(jù)需要人工觸發(fā)影像拍攝立體影像，與位置GPS）起發(fā)送給指揮中心，完成對(duì)諸如車輛超限超載案件的實(shí)時(shí)取證和執(zhí)法監(jiān)控。3）固定監(jiān)控系統(tǒng)：通過(guò)線圈傳感器獲取車流量、車型等信息，通過(guò)高分辨率固定視頻監(jiān)控事故等等

22、。圖5可視化路政系統(tǒng)4.3基于實(shí)景三維GIS的公路養(yǎng)護(hù)管理養(yǎng)護(hù)是公路管理部門的主要業(yè)務(wù)，基于實(shí)景三維影像的公路綜合管理系統(tǒng)可以為公路養(yǎng)護(hù)提供全方位的支持。通過(guò)公路巡查車系統(tǒng)和便攜式系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)道路進(jìn)行監(jiān)控，完成從病害檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)計(jì)劃下達(dá)、養(yǎng)護(hù)竣工驗(yàn)收的閉環(huán)管理。圖6可視化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)示意圖4.4基于實(shí)景三維GIS的公路應(yīng)急指揮因交通事故、隧道火災(zāi)、臺(tái)風(fēng)、暴雨、洪水、暴雪等自然災(zāi)害侵害常常會(huì)引發(fā)公路及附屬設(shè)施損壞，使公路無(wú)法正常運(yùn)行的情況。為保證在突發(fā)性災(zāi)害發(fā)生時(shí)，減少損失，盡快恢復(fù)正常秩序，必須要建立一套完善的公路應(yīng)急搶險(xiǎn)系統(tǒng)和應(yīng)急儲(chǔ)備體系，基于實(shí)景三維影像的公路綜合管理系統(tǒng)能夠提供對(duì)公路應(yīng)急管理的全面支持：1）通過(guò)系統(tǒng)提供的航衛(wèi)片和實(shí)景三維影像從天上到地下，從宏觀到微觀的全視角、可視化展現(xiàn)地形地貌、路網(wǎng)、物資、設(shè)施、人員、危險(xiǎn)源、風(fēng)險(xiǎn)源等的位置分布和狀態(tài)，使決策者與信息系統(tǒng)迅速交互，提高決策和應(yīng)急處置效率2）可以調(diào)動(dòng)移動(dòng)巡查車在緊急情況發(fā)生時(shí)快速抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，使用3G等無(wú)線通訊手段，將現(xiàn)場(chǎng)的可量測(cè)影像及視頻數(shù)據(jù)發(fā)回指揮部，供領(lǐng)導(dǎo)決策，還可通過(guò)移動(dòng)巡查車采集的實(shí)時(shí)可量測(cè)影像數(shù)據(jù)完成現(xiàn)場(chǎng)道路損毀情況（如：滑坡土石方、現(xiàn)有通行能力等）的計(jì)算。圖7應(yīng)急指揮系統(tǒng)通過(guò)影像的應(yīng)用，管理者和決策者可隨時(shí)了解應(yīng)急機(jī)構(gòu)、設(shè)施、危險(xiǎn)源、風(fēng)險(xiǎn)源等的位置分布與狀