交通基础数据采集及应用

1、LOGO2021/8/141交通基础数据采集及应用交通基础数据采集及应用-移动测图系统方案移动测图系统方案22021/8/14目目 录录1关于滨湖关于滨湖2交通信息化趋势交通信息化趋势3交通基础数据信息化交通基础数据信息化4移动测量系统介绍移动测量系统介绍5三维三维GIS在交通的应用在交通的应用6结结 论论32021/8/141关于滨湖关于滨湖42021/8/14集团公司简介集团公司简介单位：亿元单位：亿元52021/8/14集团主营产业集团主营产业62021/8/14领导关怀领导关怀72021/8/14滨湖公司简介滨湖公司简介82021/8/14公司领导简介公司领导简介92021/8/142

2、交通信息化趋势交通信息化趋势102021/8/14美国联邦公路局（美国联邦公路局（FWHAFWHA）将）将GPSGPS、GISGIS及三维仿真等技术及三维仿真等技术应用到公路管理，并取得了非凡的成绩，其目标就是：应用到公路管理，并取得了非凡的成绩，其目标就是：“Saves Lives, Time, and Money”Saves Lives, Time, and Money”。我国交通建设的高速发展使得交通可视化管理日益成为我国交通建设的高速发展使得交通可视化管理日益成为一个重要的问题一个重要的问题 ，采用各种先进科技、提高交通管理，采用各种先进科技、提高交通管理水平，实现交通可视化信息化管理

3、，已经成为下一个重水平，实现交通可视化信息化管理，已经成为下一个重要的交通基础设施建设工作要的交通基础设施建设工作 。背景介绍背景介绍112021/8/14交通信息化现状交通信息化现状报表式、人工管理，报表式、人工管理，缺乏多媒体可视化缺乏多媒体可视化信息，表达不直观，信息，表达不直观，也无法进行检查也无法进行检查 建设日新月异，任建设日新月异，任务繁重艰巨务繁重艰巨 没有公路信息综没有公路信息综合动态收集系统，合动态收集系统，数据更新周期长，数据更新周期长，评价不客观评价不客观 AC系统数据松散，系统数据松散，决策支持不力决策支持不力DB122021/8/14公路建设投资庞大、设计任务繁重！

4、公路建设投资庞大、设计任务繁重！132021/8/14瓶颈：瓶颈：缺乏公路电子地图等空间信息的采集、更新手段或精度满足不了要求缺乏公路电子地图等空间信息的采集、更新手段或精度满足不了要求 ;缺乏道路管理维护综合信息（路面病害、车辙、平整度、公路设施）的数缺乏道路管理维护综合信息（路面病害、车辙、平整度、公路设施）的数字化快速采集设备；字化快速采集设备； 无法实现公路信息数据库的实时动态更新无法实现公路信息数据库的实时动态更新 ;无法实现公路设施损坏、灾害等快速检测与信息上传无法实现公路设施损坏、灾害等快速检测与信息上传 ;公路巡视、检测、报修、实施、检查、评估的多头管理公路巡视、检测、报修、实

5、施、检查、评估的多头管理;解决之道解决之道: 建立一个公路综合信息采集系统，实现公路管理信息的实时动态采集、建立一个公路综合信息采集系统，实现公路管理信息的实时动态采集、可视化管理与维护（电子地图、三维场景、视频及图像），实现对路况信息可视化管理与维护（电子地图、三维场景、视频及图像），实现对路况信息的动态可视化监控，为突发事件处理提供可视化决策平台，方便迅速地进行的动态可视化监控，为突发事件处理提供可视化决策平台，方便迅速地进行信息查询统计及报表打印，并为公众出行提供信息发布平台，使公路透明化、信息查询统计及报表打印，并为公众出行提供信息发布平台，使公路透明化、可视化和合理化。可视化和合理化

6、。解决之道解决之道142021/8/14交通交通GIS应用应用152021/8/14从二维从二维GIS到三维到三维GIS二维二维GISGIS平面平面抽象、图形、符号抽象、图形、符号只有只有X X、Y Y轴上的信息轴上的信息无法解析空间信息无法解析空间信息三维三维GISGIS立体立体直观、真实直观、真实拥有拥有X X、Y Y、Z Z轴上的轴上的信息信息可以解析空间信息可以解析空间信息162021/8/143交通基础数据信息化交通基础数据信息化172021/8/14交通基础信息特点？交通基础信息特点？交通数据的种交通数据的种类繁多（包括类繁多（包括属性数据、空属性数据、空间数据、影像间数据、影像数

7、据等），数数据等），数据量大，操作据量大，操作复杂，人工管复杂，人工管理难度大理难度大数据复杂面广线长点多182021/8/14交通基础信息包括那些内容？交通基础信息包括那些内容？铁路铁路公路公路航空航空航运航运绿化带绿化带交通标志交通标志护栏护栏收费站收费站标志标线标志标线192021/8/14交通基础信息应用哪些方面交通基础信息应用哪些方面应急救险应急救险公众出行服务公众出行服务灾害评估灾害评估资产管理资产管理维护决策维护决策202021/8/144移动测量系统介绍移动测量系统介绍212021/8/14v 在移动的平台上采用高精度的定向定位系统（POS） 惯导系统：Inertial Mea

8、surement Unit (IMU) GNSSv 集成各类可量测型传感器 数字相机（可量测面阵,推扫式） 激光扫描系统（航空,大地） DMIv 完整的处理工作流程 POS数据处理 各类传感器实时连接 传感器数据处理及产品发布移动测量的概念移动测量的概念222021/8/14使用使用POS系统得到移动平台的轨迹（方向和位系统得到移动平台的轨迹（方向和位置的数据）置的数据）影像的空三处理可减少或省略地面的控制点影像的空三处理可减少或省略地面的控制点Direct Georeferencing:直接定向定位生产流程直接定向定位生产流程 可以使用任何可量测类型的传感器可以使用任何可量测类型的传感器(相

9、机，相机，LIDAR，高光谱，高光谱，SAR等等)定向定位原理和用途定向定位原理和用途232021/8/14POS精度对照表精度对照表POS LV 200PPIARTK DGPS UnitsPOS LV 220PPIARTK DGPS UnitsX, Y Position0.020.0350.3mX, Y Position0.020.0350.3mZ Position0.050.050.5mZ Position0.050.050.5mRoll and Pitch0.020.020.02Roll and Pitch0.020.020.02True Heading0.050.10.2True He

10、ading0.0250.050.05POS LV 420PPIARTK DGPS UnitsPOSLV 610PPIARTK DGPS UnitsX, Y Position0.020.0350.3mX, Y Position0.020.0350.3mZ Position0.050.050.5mZ Position0.050.050.5mRoll and Pitch0.0050.0150.015 Roll and Pitch0.0050.0050.005 True Heading0.020.020.02True Heading0.0150.020.02242021/8/14移动测量成图优势移动测

11、量成图优势 测成图方式测成图方式比较内容比较内容航空摄影测量与遥感航空摄影测量与遥感人工常规测量和测绘人工常规测量和测绘近景摄影测量近景摄影测量移动测量检测移动测量检测使用范围大面积测量小范围大比例尺测量中等范围大比例尺测量带状地形图专题测量成图比例尺1：100001：5001：100001：2000点 位 测 量 精度分米级厘米级分米级厘米级地 面 控 制 测量需要需要需要无需地 物 属 性 采集需判读，不能采集与摄影方向相平行的地物之属性，难以采集细小地物属性带有人工主观性，野外作业时间长，耗费人力多半自动采集，数据过程中需要人工干预，耗费时间长快速采集、智能识别、客观全面反应地物属性效率

12、高低中高成本最高高较高低快 速 数 据 更新周期长，不完全适合慢，难以满足较慢，后期处理工作量大快捷、准确、全面特点利用飞机、直升飞机、飞艇、气球等航空飞行器，从空中对地球表面的摄影。利用传统测绘行业的全站仪，水准仪，由人工进行小范围的精确测绘。由一张正射影像地图和一张立体配对影像图组成的地图，不是真三维图，成图不具备精准测量功能。以立体数字影像为基础，由计算机进行影像处理和影像匹配，自动识别相应像点及坐标，运用数字摄影测量的方法确定所摄物体的三维坐标，并输出数字高程模型、正射数字影像和线划地图。真三维场景，可变换，拉升，放大。适用领域陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、地质调查、城市

13、遥感调查、海洋资源调查城市规划，考古调查城市市政管理国土资源，交通，航运，铁路，高速铁路252021/8/14移动测量成图在交通领域应用移动测量成图在交通领域应用v GIS数据采集 道路两侧资产v 道路测量 横向,横向坡度 道路的中心线v 道路轮廓 路面 断面262021/8/14MMTS移动测量方案移动测量方案激光扫描仪：激光扫描仪：扫描产生周扫描产生周边的点云边的点云立体相机：获取立体相机：获取立体相对，可进立体相对，可进行量测行量测POS：产生相片：产生相片的控制点和方位的控制点和方位272021/8/14MMTS方案技术指标方案技术指标测量距离测量距离沿线沿线400400米的带状地形图

14、测量，达到米的带状地形图测量，达到1 1：20002000地形测量精度地形测量精度检测车行驶速度检测车行驶速度0-1200-120公里公里/ /小时小时路面三维横向测量精度路面三维横向测量精度1010毫米毫米路面三维纵向测量精度路面三维纵向测量精度1010毫米毫米路面三维垂直测量精度路面三维垂直测量精度1010毫米毫米车辙深度测量精度车辙深度测量精度1 1毫米毫米坑槽识别精度坑槽识别精度直径大于直径大于5050毫米可识别毫米可识别坑槽深度测量精度坑槽深度测量精度1 1毫米毫米波浪拥包识别精度波浪拥包识别精度半径大于半径大于0.50.5米可识别米可识别波浪拥包高度测量精度波浪拥包高度测量精度1

15、1毫米毫米带状地形图纵向间距带状地形图纵向间距400400米米带状地形图行扫描点个数带状地形图行扫描点个数大于大于1000010000个点个点带状地形图扫描点位精度带状地形图扫描点位精度2020毫米毫米数据存储容量数据存储容量1TB-24TB1TB-24TB定位精度定位精度小于小于0.10.1米米工作环境工作环境车内车内5 5-40-40 车外车外-10-10-50-50，无积水、无凝露，路面干净整，无积水、无凝露，路面干净整洁洁282021/8/14交通基础信息采集任务分解交通基础信息采集任务分解v 路面建模 基于点云v 路牌建模 利用点云建立路牌位置 利用双目立体图片进行由立体像对中两张像

16、片的内、由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确外方位元素和像点坐标来确定相应地面点在物方空间坐定相应地面点在物方空间坐标系中坐标的方法标系中坐标的方法XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2292021/8/14基本流程基本流程v 将点云按照路面分解出来v 构建三角网，并平滑v 求解道路中心线，生成道路模型v 按照立体相机的示意原理，由立体图像可以：测得关键点、线v 进入CAD，构建几何模型v 并利用3DMax完成贴图路面：路上信息：302021/8/14载车系统的集成度优势载车系统的集成度优势1 0312021/8/14采集系统的

17、多功能优势采集系统的多功能优势2 0322021/8/14数据采集的精度优势数据采集的精度优势某品牌某品牌某品牌某品牌13 khz50Khz 低 300 Khz 高18036045mm10mm30m180m 低冲频75m 高冲频75hz100hz3 0MMTS脉冲发射频率脉冲发射频率200 khz视场角视场角 (度度)360单束脉冲测距单束脉冲测距精度精度8mm最大测距能力最大测距能力400m最大扫描速度最大扫描速度200hz, 可调332021/8/14数据采集的效率优势数据采集的效率优势4 0MMTSMMTS比传统工程测量生产效率高比传统工程测量生产效率高5 5倍倍以以400400平方公里

18、、约平方公里、约20002000公里长测线的中心公里长测线的中心城区道路要素测量为例城区道路要素测量为例传统工程测量传统工程测量外业测量2000工天内业要素提取200工天总计总计22002200工天工天MMTSMMTS外业测量90工天内业要素提取350工天总计总计440440工天工天342021/8/14数据成果的处理应用优势数据成果的处理应用优势5 0352021/8/14采集点云数据和实景采集点云数据和实景362021/8/14MMTS沿线采集演示沿线采集演示372021/8/14隧道点云数据采集隧道点云数据采集382021/8/14桥梁点云数据采集桥梁点云数据采集392021/8/14高

19、精度数字地面模型（高精度数字地面模型（DTMDTM）和纵、横断面）和纵、横断面 纵横断面图1 1、提供各种格式的纵横断、提供各种格式的纵横断面数据。面数据。2 2、自动提取任意兴趣纵横、自动提取任意兴趣纵横断面数据。断面数据。 在初步设计阶段无需外在初步设计阶段无需外业测量，在定测阶段只需放业测量，在定测阶段只需放样中线，纵横断面实现内业样中线，纵横断面实现内业量取，这样可以大大提高设量取，这样可以大大提高设计的效率，缩短设计工期。计的效率，缩短设计工期。 402021/8/14 1、结合数字、结合数字地面模型叠加制作地面模型叠加制作真实三维场景，实真实三维场景，实现现3D动态浏览。动态浏览。

20、室内查看、管理、室内查看、管理、宣传、展览。宣传、展览。 2、结合影像、结合影像与地模数据对公路与地模数据对公路设施检测。设施检测。实景模型、效果模型412021/8/145三维三维GIS在交通的应用在交通的应用422021/8/14三维公路综合管理系统三维公路综合管理系统432021/8/14三维路政管理系统三维路政管理系统 基于实景三维，可基于实景三维，可快速测量地物快速测量地物( (如：道如：道路中心线、桥隧涵等路中心线、桥隧涵等) )的大地坐标；计算地物的大地坐标；计算地物几何尺寸几何尺寸( (如：道路宽如：道路宽度、坡度、转弯半径、度、坡度、转弯半径、涵洞高度等涵洞高度等) )。 H

21、wL442021/8/14三维三维GIS的公路养护管理的公路养护管理养护是公路管理部门的主要业务，基于实景三维的公路综合管养护是公路管理部门的主要业务，基于实景三维的公路综合管理系统可以为公路养护提供全方位的支持。通过公路巡查车系理系统可以为公路养护提供全方位的支持。通过公路巡查车系统和便携式系统实时对道路进行监控，完成从病害检测、养护统和便携式系统实时对道路进行监控，完成从病害检测、养护计划下达、养护竣工验收的闭环管理。计划下达、养护竣工验收的闭环管理。452021/8/14基于实景三维基于实景三维GIS的公路应急指挥的公路应急指挥因交通事故、隧道火灾、台风、暴雨、洪水、暴雪等自然灾因交通事故、隧道火灾、台风、暴雨、洪水、暴雪等自然灾害侵害常常会引发公路及附属设施损坏，使公路无法正常运害侵害常常会引发公路及附属设施损坏，使公路无法正常运行的情况。为保证在突发性灾害发生时，减少损失，尽快恢行的情况。为保证在突发性灾害发生时，减少损失，尽快恢复正常秩序，必须要建立一套完善的公路应急抢险系统和应复正常秩序，必须要建立一套完善的公路应急抢险系统和应急储备体系，基于实景三维影像的公路综合管理系统能够提急储备体系，基于实景三维影像的公路综合管理系统能够提供对公路应急管理的全面支持。供对公路应急管理的全面支持。462021/8/14基于三维基于三维GIS的公众出行服务的公众出