【工程人必看】解决工程坐标系应用难题！实景三维模型和CAD结合

一、【前言】

　　工程业务，特别是线性工程（公路、铁路、油气管线、输电线路等）对GIS的需求与日俱增，地图与三维GIS在工程的设计、施工、运营养护等环节中都发挥了重要的作用；无人机的快速发展为获取工程现场真实状况，提供了精准、高效的手段。如何将工程业务数据与地图、无人机航测成果等地理信息数据融合，成为了工程类业务数字化转型的基础要求。

　　为了解决工程设计、施工、监理等业务更便捷、更简单的使用GIS工具，图新地球·桌面端（LocaSpace Viewer）推出8大高级功能解决上述问题，具体如下：

二、【高级功能】

1.工程坐标系支持

　　工程坐标系（施工坐标系、地方坐标系），是为了保证工程测绘的精度要求，根据工程所在地的实际情况选定的坐标系；其与GIS中所用的地理坐标系之间通常存在偏移、旋转、缩放等形变偏差；这个偏差通常会带来工程图纸与GIS地图/遥感影像无法准确叠加，从而影响业务开展。

　　为了解决坐标系之间的偏差，LSV工程版中新增了【工程坐标系设置】模块，用户可以自定义坐标系参数。操作如下：

　　【开始】菜单下的【坐标系设置】，打开【设置工程坐标系】窗口

 

 

1.1【坐标系设置】

• 支持的投影类型：【Gauss-Kruger】（高斯投影）、【UTM】（墨卡托投影）
• 支持的椭球类型：【CGCS2000】（国家2000）、【WGS84】、【XIAN80】（西安80）、【BEIJING54】（北京54）
• 支持的分带方式：【三度带】、【六度带】
• 支持自定义中央经线
• 支持假东和假北设置

1.2【转换参数设置】

• 支持4参数
• 支持7参数
• 支持根据控制点对计算转换参数

【参数计算器】：转换参数计算

 

 

• 支持RTK测绘获得的控制点坐标对（WGS84经纬度与工程坐标）
• 支持残差计算
• 支持正反转换参数计算

1.3【工程坐标查询与定位】

　　设置好工程坐标系之后，可以通过【开始】菜单-->【坐标查询】与【坐标定位】功能进行工程坐标下查询与定位

　　【坐标查询】：鼠标在地图上点击某个位置，可以得到该位置的经纬度与工程坐标

 

 

　　【坐标定位】：通过输入工程坐标，在地图上将该坐标显示出来，并且可以保存到图层中。

 

 

2.CAD数据导入导出

　　CAD是工程领域应用非常广泛的工具软件，大部分工程相关的图纸图件都是以DWG/DXF的格式保存与使用的。如何将CAD图纸与影像、shp、kml、倾斜实景模型等地理信息图层进行叠加套合使用是很多工程业务中面临的问题。

2.1【CAD数据导入】操作如下：

　　【导入/导出】菜单下【导入CAD】功能

 

 

　　导入完成之后，可以在LSV中浏览CAD图件

• 支持CAD的符号样式
• 支持文字标注
• 支持大数据量的高速浏览

 

 

2.2【导出CAD】

　　KML、SHP等地理信息数据，无法在CAD中打开使用，需要进行格式与坐标转换。使用【导出为CAD】功能，可以将KML、SHP等矢量数据导出为工程坐标系的DXF文件，实现GIS矢量与CAD的互转。操作如下：

 

 

2.3【CAD与实景三维模型融合叠加】

　　无人机航测得到的实景三维模型，可以准确的展示工程现场状况，可以直观了解工程进度等情况。CAD与实景三维的融合叠加，可以辅助设计、施工等环节，将设计图纸与现场状况进行精准叠加，360度全面了解工程状况。做到无需跑现场，也能了解设计与施工状况！

 

 

 

 

3.高程点/剖面线提取

　　高程数据对于工程设计环节是不可缺少的基础信息，使用【测量分析】-->【提取高程点】与【提取剖面线】可以快速的在无人机航测成果数据上提取高程信息。

3.1【提取高程点】操作如下：

 

 

3.1.1通过绘制面/选择面进行提取

　　在绘制区域之后，可以

• 支持从实景三维模型或者DEM上提取，提取结果和原始数据精度一致
• 设置采样间距
• 以工程坐标系输出提取坐标结果
• 支持导出CAD绘制命令
• 支持导出坐标到EXCEL

 

 

 

 

3.1.2高级提取，交互式点线面提取

 

 

• 支持【单点】【沿线】【按区域】三种交互方式提取
• 支持从实景三维/DEM数据上提取，提取结果和原始数据精度一致
• 支持设置沿线和区域采样间隔
• 支持输出工程坐标系
• 支持输出CAD绘图命令
• 支持导出坐标到EXCEL

 

 

3.2【提取剖面线】

　　地形剖面线（地面线）是工程设计环节必不可少的数据，从无人机航测成果上快速的提取地面线，可以大大减少外业勘测工作量。

　　使用【测量分析】-->【提取剖面线】功能，可以从实景三维模型/DEM数据上提取地形剖面线：

 

 

 

 

 

 

导出到CAD中的结果如下：

 

 

• 支持从实景三维/DEM数据上提取，提取结果和原始数据精度一致
• 支持设置沿线采样间隔
• 支持输出工程坐标系
• 支持输出CAD绘图命令
• 支持导出坐标到EXCEL

4.无人机航测数据无偏移接入

　　无人机航测成果主要包括：正射影像（DOM）、地形（DSM/DEM）、实景三维模型（倾斜摄影），工程中使用的无人机航测成果多以工程坐标系为标准，和地理信息（GIS）数据进行综合应用时，经常出现坐标不匹配的问题。

　　使用【导入/导出】-->【ContextCapture】/【大疆智图】/【影像】/【地形】功能模块，可以进行无人机航测数据无偏导入。

　　以ContextCapture的倾斜摄影三维模型数据为例：

• 支持自动读取metadata.xml
• 支持工程坐标系
• 支持坐标转换参数
• 无偏移、无“翘边”、精确坐标匹配

 

 

 

 

5.纬地设计数据导入

　　“ 纬地”是常见的路线设计软件，在公路设计领域有着非常成熟的应用。路线设计成果和GIS地图融合，对于设计验证、修改、汇报，有着重要的作用。

　　通过【导入/导出】-->【纬地中线】功能，可以将纬地道路中线和桩号自动生成为KML，从而和GIS地图进行无缝融合显示。

 

 

 

 

• 直接读取纬地工程PRJ文件
• 支持工程坐标系
• 支持设置桩号间距

6.实景三维根节点合并

　　合并根节点工具可以对CC（原Smart3D）生成的osgb格式倾斜摄影模型的根节点进行合并，提高模型加载的速度。

 

 

　　合并根节点后，几乎可以实现大体积模型的秒速加载。

7.sketchup模型导入

　　图新地球支持加载skp格式的人工模型

 

 

 

 

8.实时等高线

　　实时等高线功能可以快速获取地形地面起伏和高度状况相关信息，通过对地形数据的分析帮助企业在道路设计、工程建设等领域降低施工难度和建设成本。

 

 

作者 | 苏老师

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