交通基础数据采集及应用

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基本流程
路面：
将点云按照路面分解出来 构建三角网，并平滑 求解道路中心线，生成道路模型
路上信息：
按照立体相机的示意原理，由立体图像 可以：测得关键点、线 进入CAD，构建几何模型 并利用3DMax完成贴图
载车系统的集成度优势
1 0
K.O.
采集系统的多功能优势
2 0
点云数据 沿线图像 路面病害
LOGO
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交通基础数据采集及应用 -移动测图系统方案
目录
1 2 3 4 5 关于滨湖 交通信息化趋势 交通基础数据信息化 移动测量系统介绍 三维GIS在交通的应用 结 论
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1
关于滨湖
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集团公司简介
单位：亿元
国资委 直接管理
•Direct Georeferencing:
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(相机， LIDAR，高光谱，SAR等)
POS精度对照表
POS LV 200 X, Y Position Z Position Roll and Pitch True Heading POS LV 420 X, Y Position Z Position True Heading
PP 0.02 0.05 0.02 PP 0.02 0.05
IARTK DGPS Units 0.035 0.05 0.02 0.05 0.035 0.05 0.02 0.3 0.5 m m
0.02 °
0.02 ° 0.05 ° 0.3 0.5 m m
True Heading 0.025
IARTK DGPS Units
K.O.
平整度 三维路形
数据采集的精度优势
3 0
MMTS 脉冲发射频率 200 khz 某品牌 13 khz 某品牌 50Khz 低 300 Khz 高 360 10mm 180m 低冲频 75m 高冲频 100hz
视场角 (度) 单束脉冲测距 精度 最大测距能力 最大扫描速度
360 8mm 400m 200hz, 可调
纵横断面图
实景模型、效果模型
1、结合数字 地面模型叠加制作 真实三维场景，实 现3D动态浏览。 室内查看、管理、 宣传、展览。 2、结合影像 与地模数据对公路 设施检测。
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三维GIS在交通的应用
三维公路综合管理系统
三维路政管理系统
H w
基于实景三维，可 快速测量地物(如：道 路中心线、桥隧涵等) 的大地坐标；计算地物 几何尺寸(如：道路宽 度、坡度、转弯半径、 涵洞高度等)。
交通基础信息包括那些内容？
交通标志
B
铁路
绿化带
A
基础数据
C E
护栏
公路
收费站
D
标志标线
航空
航运
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交通基础信息应用哪些方面
公众出行服务 灾害评估
应急救险
资产管理 维护决策
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移动测量系统介绍
移动测量的概念
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 Measurement Unit (IMU) GNSS
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公司领导简介
• 余锋，中共党员
总经理
• 武汉测绘科技大学光学 测绘仪器专业，武汉大 学EMBA • 武汉测绘科技大学科技开发 实业总公司经理
经历
• 徕卡中国技术服务中心华中 华南大区经理 • 欧亚集团南方大区总经理 • 武汉领亚空间信息有限公司 总经理
管理
箴言
• 武汉武大卓越科技有限责任 公司副总裁和产品总监 • 打造精品团队
Real-Time CDGPS
PP 0.02 0.05 0.02 0.05 PP 0.02 0.05 0.02
IARTK DGPS Units POS LV 220 0.035 0.05 0.02 0.1 0.035 0.05 0.02 0.3 0.5 0.2 0.3 0.5 m m ° m m X, Y Position Z Position Roll and Pitch POSLV 610 X, Y Position Z Position
需判读，不能采集与摄影方 带有人工主观性，野外 半自动采集，数据过程 向相平行的地物之属性，难 作业时间长，耗费人力 中需要人工干预，耗费 以采集细小地物属性 多 时间长 效率 高 低 中 成本 最高 高 较高 快 速 数 据 更 周期长，不完全适合 较慢，后期处理工作量 慢，难以满足 新 大 利用飞机、直升飞机、飞艇、 利用传统测绘行业的全 由一张正射影像地图和 特点 气球等航空飞行器，从空中 站仪，水准仪，由人工 一张立体配对影像图组 成的地图，不是真三维 对地球表面的摄影。 进行小范围的精确测绘。 图，成图不具备精准测 量功能。
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三维GIS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 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 计划下达、养护竣工验收的闭环管理。
基于实景三维GIS的公路应急指挥
从二维GIS到三维GIS
二维GIS
平面 抽象、图形、符号 只有X、Y轴上的信息 无法解析空间信息
三维GIS
立体 直观、真实 拥有X、Y、Z轴上的 信息 可以解析空间信息
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交通基础数据信息化
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交通基础信息特点？
点多
线长
面广
数据复杂
交通数据的种 类繁多（包括 属性数据、空 间数据、影像 数据等），数 据量大，操作 复杂，人工管 理难度大
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）
DMI
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
定向定位原理和用途
•使用POS系统得到移动平台的轨迹（方向和位 置的数据） •影像的空三处理可减少或省略地面的控制点
交通信息化现状
A
B
C
D
建设日新月异，任 务繁重艰巨
报表式、人工管理， 缺乏多媒体可视化 信息，表达不直观， 也无法进行检查
没有公路信息综合 动态收集系统，数 据更新周期长，评 价不客观
系统数据松散，决 策支持不力
公路建设投资庞大、设计任务繁重！
“7918”网——约85000公里
解决之道
瓶颈：
1.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 ; 2.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； 3.无法实现公路信息数据库的实时动态更新 ; 4.无法实现公路设施损坏、灾害等快速检测与信息上传 ; 5.公路巡视、检测、报修、实施、检查、评估的多头管理;
适用领域
陆地水资源调查、土地资源 城市规划，考古调查 调查、植被资源调查、地质 调查、城市遥感调查、海洋 资源调查
城市市政管理
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移动测量成图在交通领域应用
GIS数据采集 道路两侧资产 道路测量 横向,横向坡度 道路的中心线 道路轮廓 路面 断面
MMTS移动测量方案
激光扫描仪： 扫描产生周 边的点云
Usable data POS LV GPS 99.88% 96.79% 99.95% 74.16% 99.83% 93.06% 99.95% 52.56%
移动测量成图优势
测成图方式 航空摄影测量与遥感 比较内容 使用范围 成图比例尺 点位测量精 度 地面控制测 量 地物属性采 集 大面积测量 1：10000 分米级 需要 人工常规测量和测绘 小范围大比例尺测量 1：500 厘米级 需要 近景摄影测量 移动测量检测 中等范围大比例尺测量 带状地形图专题测量 1：10000 1：2000 分米级 厘米级 需要 无需 快速采集、智能识别、客观全面反应地 物属性 高 低 快捷、准确、全面 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。 国土资源，交通，航运，铁路，高速铁 路
数据成果的处理应用优势
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K.O.
采集点云数据和实景
MMTS沿线采集演示
隧道点云数据采集
桥梁点云数据采集
高精度数字地面模型（DTM）和纵、横断面
1、提供各种格式的纵横断 面数据。 2、自动提取任意兴趣纵横 断面数据。 在初步设计阶段无需外 业测量，在定测阶段只需放 样中线，纵横断面实现内业 量取，这样可以大大提高设 计的效率，缩短设计工期。
• 铸就精致品牌
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交通信息化趋势
背景介绍
美国联邦公路局（FWHA）将GPS、GIS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： “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 一个重要的问题 ，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，已经成为下一个重 要的交通基础设施建设工作 。
立体相机：获取 立体相对，可进 行量测
POS：产生相片 的控制点和方位
MMTS方案技术指标
测量距离 检测车行驶速度 路面三维横向测量精度 路面三维纵向测量精度 路面三维垂直测量精度 车辙深度测量精度 坑槽识别精度 坑槽深度测量精度 波浪拥包识别精度 波浪拥包高度测量精度 带状地形图纵向间距 带状地形图行扫描点个数 带状地形图扫描点位精度 数据存储容量 定位精度 工作环境 沿线400米的带状地形图测量，达到1：2000地形测量精度 0-120公里/小时 10毫米 10毫米 10毫米 1毫米 直径大于50毫米可识别 1毫米 半径大于0.5米可识别 1毫米 400米 大于10000个点 20毫米 1TB-24TB 小于0.1米 车内5℃-40℃ 车外-10℃-50℃，无积水、无凝露，路面干净整 洁
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、 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 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。
交通GIS应用
IARTK DGPS Units
Roll and Pitch 0.005 0.015 0.015 ° 0.02 °
Roll and Pitch 0.005 0.005 0.005 ° True Heading 0.015 0.02 °
Avg.std.dev.(m) Heading, Position errors POS LV GPS POS LV GPS Rural - Highway 0.71 1.09 0.12% 1.94% Urban - Highways* 1.28 2.59 0.05% 5.76% Semi - Urban ** 0.46 0.98 0.17% 6.94% Urban 0.86 2.40 0.05% 13.25% * With over 3 km of tunnels ** Winter Data …No Leaf Cover
交通基础信息采集任务分解
路面建模
基于点云
由立体像对中两张像片的内、 外方位元素和像点坐标来确 定相应地面点在物方空间坐 标系中坐标的方法
z
1
路牌建模
利用点云建立路牌位置 利用双目立体图片进行
Z
y
1
S1
x1 S2 a2(x2, y2 )
z2 y2
a1(x1, y1 )
x2
Y
A(X,Y ,Z)
K.O.
180 45mm 30m 75hz
数据采集的效率优势
4 0
以400平方公里、约2000公里长测线的中心 城区道路要素测量为例
MMTS 传统工程测量 外业测量 90工天
K.O.
外业测量 内业要素提取 总计
2000工天 200工天 2200工天
内业要素提取
总计
350工天
440工天
MMTS比传统工程测量生产效率高5倍
十大军工 集团之一
最具活力军民 结合特大企业
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集团主营产业
军品 特种装备
汽车 摩托车
新能源 浅层地能
移动测量 光电产品
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领导关怀
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滨湖公司简介
隶属兵装集团 • 代号568厂
主营业务 • 大型电子设备研 发生产
企业性质 • 国有控股 • 军民结合