基于激光雷达测量技术的公路测设辅助软件功能

§8.4　基于激光雷达测量技术的公路测设辅助软件功能

广西桂能信息工程有限公司与广西桂能软件有限公司合作，基于上述思路，开发出“基于激光雷达技术的公路线路测设辅助软件”，简称OneRAD，其主要功能描述如下。

8.4.1　数据管理

OneRAD利用独有的空间数据引擎，能将采集和处理得到的TB级的激光雷达数据，包括点云数据、DOM(数字正射影像)、DEM(数字高程模型)数据、矢量数据等统一入库进行管理和调度，形成数据中心，并能无缝的展现在选线平台上。该软件将工程设计过程中产生的各种设计成果数据也进行统一的管理，有效实现数据组织和共享，轻松实现互通设计中接坡的自动计算、横断面宽度的自动量测、路拱分界线的自动建立等功能，如图8-4所示。

图8-4　OneRAD空间数据管理框架示意图

8.4.2　地图浏览

将线路相关的所有点云、DEM、DOM和矢量等数据叠加显示，实现大区域无缝漫游，方便设计人员全局性地把握线路的情况。在选线时真正做到“所见即所得”，从而大大地提高选线精度和效率。

二维窗口和三维窗口可以进行如图8-5所示的双屏显示，通过三维真实反映设计结果，使设计更加直观、清晰、准确，进而提高设计质量。

图8-5　地图浏览及双屏显示

8.4.3　互动设计

如图8-6所示，系统提供参数化与即时拖动相结合，辅以智能化的平、纵面设计工具，使设计者能方便快速地完成选线和拉坡工作。

图8-6　平面设计时动态断面显示

如图8-7所示，系统提供了交点法和线元法两种布线方法，并提供了辅助工具，例如根据系统弹出的下一级菜单，用户可以选择显示逐桩信息、计算路线外点桩号、计算交点桩号和角度等。通过读入纵断面地面高程数据，生成初始纵断面图供拉坡使用，根据系统弹出的下一级菜单，用户选择设置高程控制点，显示某桩号设计高程，输出设计结果等。

图8-7　弯道设计

如图8-8所示，用户能导入和导出设计好的平面线和纵面线，通过设置横断面设计模板和参数，系统自动设计横断面，用户可以查看各个横断面的设计结果。

图8-8　纵断面设计

此外可以将桥梁和隧道设计的信息录入系统，方便了解线路总体情况，可以在线路三维场景中进行仿真。横断面开放式的设计模式，可以满足定制任意横断面的需求。

8.4.4　自动提取断面

如图8-9所示，依托于高精度的激光点云和数字地面模型，实现线路纵断面、横断面地面线高程数据，快速实时地提取填挖方同步精确的计算。

图8-9　横断面设计

8.4.5　地形图采集

基于激光雷达数据手动或半自动地采集矢量化符合国家测绘标准的地形图，根据指定范围自动生成等高线并叠加到影像地图上，方便直接地在二维地图上了解地形信息，也可以为现有线路设计软件(如:BICAD等)提供符合国家测绘标准的电子地形图。如图8-10所示。

图8-10　地形图采集

8.4.6　专业量测

如图8-11所示，系统提供丰富的量测工具，可以方便快捷地进行长度、坡度、面积等量测。

图8-11　量测功能

8.4.7　多方案比选

通过自动快速统计各方案的土石方和工程量，轻松实现多方案同等深度的比较，使设计者从繁琐工作中解脱出来，完全专注于最优方案的比选。图8-12为多方案比选界面及结果分析报告示意图。

图8-12　多方案比选示意图

8.4.8　数据交换

与现有公路设计软件进行平面线、纵断面、横断面、边坡等数据双向数据交换，为现有公路设计软件提供高精度测量数据和线路设计成果，如图8-13所示。

图8-13　纵面线交换表格

8.4.9　三维模拟及漫游

三维场景下进行全线路交互漫游，实现线路三维可视化和虚拟场景仿真，设计人员从不同角度鸟瞰或浏览线路虚拟场景。如图8-14所示，也可以通过模拟驾驶员的驾驶，根椐视觉、运动感觉和时间变化来检测、评价线形与周围环境的协调性，从而优化线型组合，为项目的评审和决策提供有力依椐。

图8-14　公路选线成果三维场景快速显示