基于移动道路测量(MMS)的城市道路普查与维护解决方案.doc
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1、基于移动道路测量(MMS)的城市道路普查与维护解决方案武汉立得空间信息技术发展有限公司2007年4月目 录1、项目背景21.1基本情况21.2当前道路普查存在的问题及建议解决之道22、基于MMS道路普查方案32.1 MMS道路普查流程32.2 MMS道路普查项目管理62.3 MMS道路普查解决的问题72.4 MMS的道路普查优势93、MMS道路普查数据维护与更新方案104、立得供货范围及服务125、道路立体影像管理应用方案135.1 数据存储管理方案135.2 数据应用方案166、可视化道路立体影像库的应用176.1 城市道路可视化景观信息发布176.2 可视化数字城管、道路养护186.3 其
2、他专业系统的挂接186.4 可视化城市设施管理197、结论208、关于立得20基于移动道路测量(MMS)的道路普查与维护1、项目背景1.1基本情况 近年来,随着城区大开发、大建设步伐的加快,新建、改建道路日趋增多,同时由于道路资料存在不全、图纸与实际不符、市政设施量情况不清等问题,给日常养护工作带了诸多不便。为加强道路及附属设施养护管理,掌握道路及附属设施的完好状况,建立科学、规范的市政设施养护体系,实现资源共享,对于提高市政设施管理、养护效率,科学、规范地进行城市道路管理、养护具有十分重要的意义。受北京市西城区、市政工程处委托,武汉立得采用“3S”集成高科技移动道路测量系统进行西城区道路普查
3、试点项目、西城区道路普查任务和市政工程处二环线道路普查任务。在时间短、要求高、任务重的情况下,移动道路测量系统不仅完成了城市道路普查要求的各种要素,对已有道路电子地图数据进行更新、修测,而且为城市建立了可视化的立体影像库。1.2当前道路普查存在的问题及建议解决之道道路普查的主要目的是快速、高效、准确可靠地建立数字道路资料库,为道路管理、养护规划提供决策依据。目前,道路普查主要是以人工测量方式进行,一方面速度慢、效率低、周期长,普查结束后,道路现状已发生很大的变化,无法满足道路普查要求信息准确、及时的目的。此外,人工测量的方式存在着很大的质量隐患,人为因素较多,由于检查的工作量大,无法对普查数据
4、有一个闭环的质量检查体系,直接造成普查数据存在反映真实的偏差,影响普查效果。移动道路测量系统(Mobile Mapping System,简称MMS)综合了全球定位系统(GPS)、摄影测量(RS)、惯性导航系统(INS)和计算机等技术发展起来的一种新型道路测绘及数据采集装置。MMS是当今测绘界最为前沿的科技之一,代表着未来公路地理信息数据采集和道路普查领域的发展主流。利用MMS可以快速、高效、低成本的采集道路及其附属地物的电子地图数据和属性数据(铺装材料、分类信息),为交通、市政等部门的道路普查提供了有力的帮助、同时也为城市道路地理信息系统的数据采集更新提供了一种极佳的手段。MMS由于其自身的
5、特点,相对传统的道路测量方式,用MMS采集处理道路普查数据,无论是从采集速度、采集方式、数据的丰富程度、后期数据处理都有一个质的飞跃。此外,由于MMS采用了地面遥感的原理,除了获得道路的空间数据和属性数据以外还能获得道路高分辨率立体影像数据,建立道路的影像数据库,这样可以很方便地进行电子地图、普查数据和实物的比对,形成一个闭环的普查数据质量检查体系,并且道路立体影像库中还包含着大量的人文、经济、市政等信息,可以广泛的应用于其他城市管理部门。从另外一个角度来说,当前公路普查主要依靠大量的人力来进行,调查工作费时费力,并且后期数据整理、成图、储存和管理也是一个问题,还存在数据不全面、不够系统化的缺
6、点,同时,普查数据的更新也无法及时保障。利用MMS可以实现道路普查数据的连续性,完整性并且有准确的位置信息,结合后期处理软件,可直接生成各类专题地图、普查数据,对以后的查询、统计和分析有很大的帮助。同时,开放的数据应用插件、开发包也可以很方便的为其他系统使用道路普查数据、道路立体影像库,可持续性、通用性很强。2、基于MMS道路普查方案2.1 MMS道路普查流程采用MMS进行道路普查时,需严格按照普查办制订的道路普查方案开展工作,执行既定的技术规范和要求。在根据实际情况需要对原技术规范进行修改的情况下,紧密与用户相关单位磋商,在得到权威认可后,实行修改方案。其具体的实施流程如下图:图 1 MMS
7、道路普查流程1)底图标绘在市普查办下发的底图的基础上,根据地名志、道路实际现状,核对标注道路的名称、编码、走向、起终点名称,用于指导MMS普查作业。这是道路普查的第一步,直接关系到道路普查表格的填写。具体流程如下:A. 根据地名志的起终点,确定道路的走向,并做好外业检查,有变更的道路做好记录,并在底图上更正。B. 对方向上发生变化的道路,(原NS变为EW),及时上报,并对所在道路代码进行更改。C. 外业检查中新增加的道路与岔道,在底图上标绘,注明道路名称。2)MMS外业采集根据所标绘的底图,利用移动道路测量车(MMS:Mobile Mapping System)对各条道路进行外业数据采集,包括
8、道路CCD影像数据、视频数据和GPS数据,为内业测图提供原始数据。具体组织外业采集时,公司配备项目经理,严格根据MMS系统作业规程与城区内的地形特点,分街区有组织的对数据进行采集,在采集前通知街道办事处,做好街道清理,对不能通行机动车的道路,采用便携式采集车(图片)进行采集,确保对胡同等狭窄道路数据的采集。3)内业测图及编辑外业工作完成后,在内业完成数据的加工、编辑和处理,得到并输出所需要的测量要素,如绿化带、隔离带、铺装路面的位置和几何形状等。具体实施方案是:在室内利用MMS采集到的道路立体影像,在武汉立得提供的专业测量软件中,在道路影像上采集道路隔离带、人行道、道路边线等,参照CCD影像绘
9、出机动车道、非机动车道,然后再按技术方案要求分段、编辑、量注,以便对道路、路段进行数据汇总。盲道测量图 2 基于MMS立体影像道路普查数据采集 内业测图及编辑工程严格按照作业流程,并进行质量检查,并安排相应的普测工作:A. 经事后检查,对于因遮挡或漏测得目标地物,做好记录,安排补充测量。 B. 对道路上封闭式小区等地物,可从影像上看到名称,可直接录入,对不能确认名称,可查行政区规划图。4)辅助信息收集查阅道路的档案资料,收集道路的修建时间、建设单位、路面结构层材料和厚度等辅助信息。5)数据汇总及填表按道路和路段统计机动车道、非机动车道、人行道、隔离带的长度、宽度、面积,结合所收集道路辅助信息,
10、填写调查表,并录入普查软件中。由于人工填表往往会有人为误差,因此,我们每位作业员所填的数据必须经过质量检查员检查后才能作为正式数据录入。6)底图修正通过影像判读,修正原来底图的错误,如:道路走向错误、起点或终点名称的错误,补充标绘原图漏标绘的道路。7)建立道路立体影像库整理MMS采集的道路立体影像、道路视频数据,建立道路立体影像库,并提供索引目录,为普查数据的复查及其他应用提供服务。2.2 MMS道路普查项目管理1)人员组成公司对道路普查项目实行项目经理责任制管理,根据普查项目具体工作量大小,组建项目组,委任合格人员作为项目经理。每个项目组可分为外业小组、内业小组和质检小组3个小组。其组织结构
11、图如下:项目经理外业主管内业主管质量主管技术监理外业作业员内业作业员质检员项目组主要管理人员职责(1)项目经理职责-指导项目实施,使之达到设计的质量要求;-规划项目,对项目的总体和阶段进度负责;-对项目的成本负责,使之控制在预算范围之内。优化项目资源,使其达到最优配置;-指挥、协调、控制部门内各职能体系的工作;-处理与其他部门及分包商的关系;-处理与客户的关系,对客户的满意度负责。(2)技术监理职责-对项目的非标部门以及整体技术方案进行设计,并对此承担责任;-全过程参与并监控项目实施过程,必要时召集研发部和项目组共同参加技术会议,对技术方案进行调整;-在项目结束后,对项目技术方案进行书面总结,
12、提交公司研发部。(3)外业主管职责-对外业作业人员和设备的安全负责;-对外业工作的进度和成本负责;-对外业数据的质量负责。(4)内业主管职责-对内业作业人员、设备以及数据的的安全负责;-对内业工作的进度和成本负责;-对提交的最终数据的质量负责。(5)质量主管职责-确保公司质量标准、规范和技术任务书得到正确执行;-按照质量规定对数据成果进行检查,并统计结果,对此承担责任;-开展项目质量计划、控制和保障活动,确保数据成果达到项目质量目标。2)设备配置(1)外业采集设备1)LD2000-RM基本型MMS测量车若干台、便携式测量车若干台(具体台数根据实际需要确定)。2)移动硬盘若干个,用于数据存储。(
13、2)内业处理设备台式计算机、打印机若干台,用于内业数据处理。2.3 MMS道路普查解决的问题在城市道路普查中MMS能解决以下问题1)快速测量地物,内业处理生成普查指标数据快速测量地物(如:道路中心线、建筑物等)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)。 图 3 MMS立体影像测量2)道路路面可视化记录与全要素采集,覆盖道路普查的全部要素 图 4 MMS普查全要素采集3)测绘道路普查数字地图,进行电子地图数据更新图 5 MMS电子地图测制4)建立城市道路可视化立体影像库道路立体影像库图 6 MMS道路立体影像库2.4 MMS的道路普查优势1)速度快,精度完全满足普
14、查要求。2)可视化影像闭环检测、成果可靠。3)为城市道路管理、路政养护提供可视化的3D影像及多媒体可视化数据。3、MMS道路普查数据维护与更新方案道路普查数据的更新维护关系到普查效果,影响到各方利益,而城市建设日新月异,因此,应重视道路普查数据的更新维护管理。道路普查的更新维护可以根据道路普查业务的要求进行。首先取决与道路普查的周期。一般情况下道路普查可能在一年就要更新一次。显然,传统的人工测量方式的道路普查数据更新无法适应道路普查的要求。特别是无法满足可视化的道路普查立体影像档案数据的更新需求。很显然,MMS在效率和成本上的优势,且能将道路普查已有数据与MMS所要测量数据关联,并且可以根据需
15、求来快速更新, 因此,MMS是道路普查最适合的方式,更新的MMS数据一方面可以实现道路普查的可视化管理,另外一方面,可以形成道路历史影像库,为道路规划、养护、管理提供更为有效、有价值的决策。因此,城市道路普查的数据必须建立长期的更新机制,若更新不及时,将导致数据陈旧,不能反映现实情况,造成“死数据”。因此,城市道路普查数据的更新是一项持续和长期的工作,必须建立相应的更新机制。我们的建议如下:方式一:由立得独立完成每年数据的更新道路数据更新的流程如图9:用户基层单位统计所需更新的路段用户单位汇总统计需更新的路段委托立得更新立得完成数据更新用户检查、验收数据库修改图9 道路数据更新的流程具体更新方
16、案及工作效率估算如下:1)外业数据采集按一个项目组计,需要4名作业员,1台MMS测量车。考虑天气、逆光、交通状况等影响外业采集的因素,作效率估算如下:。(1)快速路(需要双向采集)采集效率:80km/工天;(2)主干路、次干路(需双向采集)采集效率:60km/工天;(3)支路街坊路采集效率:50km/工天;(4)外业辅助调绘效率: 80km/工天。根据以上估算,平均的外业有效采集效率为68km/工天。2) 内业数据处理及辅助信息收集与数据录入按一个项目组计,需要内业作业人员6人(含质检员),数据录入人员5人(含质检员)。一般而言,内业需要的工时大约是外业所需工时的3倍。根据以上估算,以完成70
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