【原】解決工程坐標(biāo)系應(yīng)用難題！實景三維模型和CAD結(jié)合

三維地圖技術(shù)圈 2021-04-15

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一、【前言】

　　工程業(yè)務(wù)，特別是線性工程（公路、鐵路、油氣管線、輸電線路等）對GIS的需求與日俱增，地圖與三維GIS在工程的設(shè)計、施工、運(yùn)營養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)中都發(fā)揮了重要的作用；無人機(jī)的快速發(fā)展為獲取工程現(xiàn)場真實狀況，提供了精準(zhǔn)、高效的手段。如何將工程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與地圖、無人機(jī)航測成果等地理信息數(shù)據(jù)融合，成為了工程類業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)要求。

　　為了解決工程設(shè)計、施工、監(jiān)理等業(yè)務(wù)更便捷、更簡單的使用GIS工具，我們推出了圖新地球·桌面端（LocaSpace Viewer）高級功能（下載使用），具體如下：

二、【核心功能】

1.工程坐標(biāo)系支持

　　工程坐標(biāo)系（施工坐標(biāo)系、地方坐標(biāo)系），是為了保證工程測繪的精度要求，根據(jù)工程所在地的實際情況選定的坐標(biāo)系；其與GIS中所用的地理坐標(biāo)系之間通常存在偏移、旋轉(zhuǎn)、縮放等形變偏差；這個偏差通常會帶來工程圖紙與GIS地圖/遙感影像無法準(zhǔn)確疊加，從而影響業(yè)務(wù)開展。

　　為了解決坐標(biāo)系之間的偏差，LSV工程版中新增了【工程坐標(biāo)系設(shè)置】模塊，用戶可以自定義坐標(biāo)系參數(shù)。操作如下：

　　【開始】菜單下的【坐標(biāo)系設(shè)置】，打開【設(shè)置工程坐標(biāo)系】窗口

1.1【坐標(biāo)系設(shè)置】

支持的投影類型：【Gauss-Kruger】（高斯投影）、【UTM】（墨卡托投影）
支持的橢球類型：【CGCS2000】（國家2000）、【W(wǎng)GS84】、【XIAN80】（西安80）、【BEIJING54】（北京54）
支持的分帶方式：【三度帶】、【六度帶】
支持自定義中央經(jīng)線
支持假東和假北設(shè)置

1.2【轉(zhuǎn)換參數(shù)設(shè)置】

支持4參數(shù)
支持7參數(shù)
支持根據(jù)控制點(diǎn)對計算轉(zhuǎn)換參數(shù)

【參數(shù)計算器】：轉(zhuǎn)換參數(shù)計算

支持RTK測繪獲得的控制點(diǎn)坐標(biāo)對（WGS84經(jīng)緯度與工程坐標(biāo)）
支持殘差計算
支持正反轉(zhuǎn)換參數(shù)計算

1.3【工程坐標(biāo)查詢與定位】

　　設(shè)置好工程坐標(biāo)系之后，可以通過【開始】菜單-->【坐標(biāo)查詢】與【坐標(biāo)定位】功能進(jìn)行工程坐標(biāo)下查詢與定位

　　【坐標(biāo)查詢】：鼠標(biāo)在地圖上點(diǎn)擊某個位置，可以得到該位置的經(jīng)緯度與工程坐標(biāo)

　　【坐標(biāo)定位】：通過輸入工程坐標(biāo)，在地圖上將該坐標(biāo)顯示出來，并且可以保存到圖層中。

2.CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出

　　CAD是工程領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的工具軟件，大部分工程相關(guān)的圖紙圖件都是以DWG/DXF的格式保存與使用的。如何將CAD圖紙與影像、shp、kml、傾斜實景模型等地理信息圖層進(jìn)行疊加套合使用是很多工程業(yè)務(wù)中面臨的問題。

2.1【CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入】操作如下：

　　【導(dǎo)入/導(dǎo)出】菜單下【導(dǎo)入CAD】功能

　　導(dǎo)入完成之后，可以在LSV中瀏覽CAD圖件

支持CAD的符號樣式
支持文字標(biāo)注
支持大數(shù)據(jù)量的高速瀏覽

2.2【導(dǎo)出CAD】

　　KML、SHP等地理信息數(shù)據(jù)，無法在CAD中打開使用，需要進(jìn)行格式與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。使用【導(dǎo)出為CAD】功能，可以將KML、SHP等矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)出為工程坐標(biāo)系的DXF文件，實現(xiàn)GIS矢量與CAD的互轉(zhuǎn)。操作如下：

2.3【CAD與實景三維模型融合疊加】

　　無人機(jī)航測得到的實景三維模型，可以準(zhǔn)確的展示工程現(xiàn)場狀況，可以直觀了解工程進(jìn)度等情況。CAD與實景三維的融合疊加，可以輔助設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)，將設(shè)計圖紙與現(xiàn)場狀況進(jìn)行精準(zhǔn)疊加，360度全面了解工程狀況。做到無需跑現(xiàn)場，也能了解設(shè)計與施工狀況！

3.高程點(diǎn)/剖面線提取

　　高程數(shù)據(jù)對于工程設(shè)計環(huán)節(jié)是不可缺少的基礎(chǔ)信息，使用【測量分析】-->【提取高程點(diǎn)】與【提取剖面線】可以快速的在無人機(jī)航測成果數(shù)據(jù)上提取高程信息。

3.1【提取高程點(diǎn)】操作如下：

3.1.1通過繪制面/選擇面進(jìn)行提取

　　在繪制區(qū)域之后，可以

支持從實景三維模型或者DEM上提取，提取結(jié)果和原始數(shù)據(jù)精度一致
設(shè)置采樣間距
以工程坐標(biāo)系輸出提取坐標(biāo)結(jié)果
支持導(dǎo)出CAD繪制命令
支持導(dǎo)出坐標(biāo)到EXCEL

3.1.2高級提取，交互式點(diǎn)線面提取

支持【單點(diǎn)】【沿線】【按區(qū)域】三種交互方式提取
支持從實景三維/DEM數(shù)據(jù)上提取，提取結(jié)果和原始數(shù)據(jù)精度一致
支持設(shè)置沿線和區(qū)域采樣間隔
支持輸出工程坐標(biāo)系
支持輸出CAD繪圖命令
支持導(dǎo)出坐標(biāo)到EXCEL

3.2【提取剖面線】

　　地形剖面線（地面線）是工程設(shè)計環(huán)節(jié)必不可少的數(shù)據(jù)，從無人機(jī)航測成果上快速的提取地面線，可以大大減少外業(yè)勘測工作量。

　　使用【測量分析】-->【提取剖面線】功能，可以從實景三維模型/DEM數(shù)據(jù)上提取地形剖面線：

導(dǎo)出到CAD中的結(jié)果如下：

支持從實景三維/DEM數(shù)據(jù)上提取，提取結(jié)果和原始數(shù)據(jù)精度一致
支持設(shè)置沿線采樣間隔
支持輸出工程坐標(biāo)系
支持輸出CAD繪圖命令
支持導(dǎo)出坐標(biāo)到EXCEL

4.無人機(jī)航測數(shù)據(jù)無偏移接入

　　無人機(jī)航測成果主要包括：正射影像（DOM）、地形（DSM/DEM）、實景三維模型（傾斜攝影），工程中使用的無人機(jī)航測成果多以工程坐標(biāo)系為標(biāo)準(zhǔn)，和地理信息（GIS）數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合應(yīng)用時，經(jīng)常出現(xiàn)坐標(biāo)不匹配的問題。

　　使用【導(dǎo)入/導(dǎo)出】-->【ContextCapture】/【大疆智圖】/【影像】/【地形】功能模塊，可以進(jìn)行無人機(jī)航測數(shù)據(jù)無偏導(dǎo)入。

　　以ContextCapture的傾斜攝影三維模型數(shù)據(jù)為例：