本论文是一篇道路设计相关毕业论文提纲,关于GoogleEarth卫星影像图在道路设计中相比AutoCAD的优势相关毕业论文开题报告范文。免费优秀的关于道路设计及坐标及计算机软件方面论文范文资料,适合道路设计论文写作的大学硕士及本科毕业论文开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
[摘 要]2005年6月Google公司推出了一款数字地球软件GoogleEarth(谷歌地球),由于GoogleEarth卫星影像图具备直观、免费、时效性强等特点,已逐渐在道路设计中普及.现今的道路设计中,大多都基于AutoCAD系统,如何将卫星影像图应用到道路CAD设计系统中,使道路设计与卫星影像图有机结合起来,已成为大多数设计者努力的方向.基于此,研究GoogleEarth卫星影像图下载原理,通过坐标转换,并利用kml脚本语言,实现设计成果在GoogleEarth与CAD道路设计系统的相互转换.最后利用GoogleEarth卫星影像三维仿真,实现路线动态三维实景模拟,以达到优化设计方案的目的.
1.GoogleEarth软件介绍
2005年6月Google公司推出了一款数字地球软件GoogleEarth(谷歌地球),作为一款三维的“世界地球浏览器”,谷歌地球在国内外均引起了巨大的反响.在它的三维可视化功能给人们带来了视觉的上冲击的同时,不断推出的新功能也给人们带来了很多便利.GoogleEarth软件本身可以说是一个巨大的数据库,我们可以利用它浏览地球上过去的和现在的任意地方的地形地貌、建筑物、周边环境、交通等资料,图层可以分层显示,图片可以放大缩小.GoogieEarth应用成熟的流媒体网络技术,以其惊人的速度将大量的全球地理信息资料发布共享在广大的用户面前.GoogleEarth让人们足不出户,只需要坐在电脑面前就可以清晰的浏览世界的大部分角落.
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2.AutoCAD软件介绍
AutoCAD软件是美国Autodesk公司经过多年发展起来的旗舰产品,是目前世界上应用最广泛的CAD计算机辅助设计软件之一.世界上绝大多数设计单位都在应用该软件进行设计,它的出现在工程设计领域具有里程碑式的意义,它的图形文件格式也成了工程界图形对象保存与交换的标准.同时基于AutoCAD功能强大的图形处理技术和开放的二次开发平台,使许多软件开发企业和软件爱好者在其基础上进行了大量的二次开发工作,并取得了很多的成果.CAD计算机辅助设计是近30年来发展起来的一门新兴技术,随着计算机软件和硬件的不断发展,CAD技术趋向成熟,已经成为工程设计及科学研究中不可或缺的重要组成部分.CAD技术充分利用计算机的高速运算、数据处理和绘图模拟能力,大大缩短了工程的设计周期,同时减少设计人员的繁杂体力劳动,而且提高了工程质量还降低成本.在土木工程设计领域的CAD技术有两种类型,一种被广泛用于桥梁房屋等结构工程,另一种则适用于公路、铁路、航道等工程项目的设计.前者主要偏重于力学的计算,后者则偏向线状或者面状的建筑物.
3.GoogleEarth软件的优势
GoogleEarth为用户提供了三维可视化的地形图,引起了很多爱好者的关注.它在工程中的应用也越来越多,我们开始感受到GoogleEarth软件给工程设计带来的巨大影响,与建立在传统光栅以及矢量地形图基础之上的传统AutoCAD设计平台相比,GoogleEarth软件有着以下的优势:
(l)提供免费的卫星或者航拍地图,与传统光栅和矢量地形图相比,逼真程度更高,更加直观；(2)GoogleEarth不但可以显示遥感图片,而且可以显示矢量数据地标,还包括点、线以及面等几何对象类型；(3)具有栅格图片叠加的功能,允许用户将本机或者网络地图图片叠加到GoogleEarth上,并且还可以根据用户的需要调整叠加图片的透明度,这一功能大大地方便了用户进行深入的观察分析和研究；(4)拥有大量的三维虚拟模型,也可以通过其他软件创建,允许用户使用三维对象；(5)突破了传统WebGis数据的发布模式,能够为空间信息的快速地发布提供一种崭新的技术手段和解决思路.通过这种方法,服务器和客户端之间不再需要直接传输空间数据,而只需传输KML文档和影像图片；(6)影像数据会预先按照不同比例尺分块分层生成影像图片,当客户端发出数据请求时,服务器无需实时生成数据,而是依据用户请求的尺度和范围,在服务端选择预先生成好的影像图片,最后拼接成满足客户端需要的范围,返回给用户.这种模式可以显著地降低服务器和网络带宽的负担,为发生较少变化的空间数据的发布提出了一种新的思路及解决方法.同时,这种技术方法也使得人们与空间信息的交互的方式发生了深刻的变革.
4.GoogleEarth卫星影像的运用
在道路设计,特别是路线方案研究阶段,利用GoogleEarth卫星影像图廉价实时直观等特点,以优化道路设计方案.然而,如何实现GoogleEarth卫星影像图到CAD图形的转换,成为GoogleEarth卫星影像运用于道路设计的关键,即球体到平面转换.
球体到平面的坐标转换原理与转换实例及主要程序流程：
一般对于不同体系中的坐标转换,需要有N个控制点作为基准(N≥2),GoogleEarth球面体系中点坐标是以经纬
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为了实现方便,在GoogleEarth球体中用矩形框框选研究区域,并选用矩形左上角及右下角两个控制点(如需精确,控制点可以大于两个),得其经纬度(Di[b,l]；i等于1、2),下载整合完图片后,明确平面图的坐标系及参数,并利用高斯-克吕格投影正解公式(5),计算其在对应坐标系中的大地XY坐标,最终根据控制点坐标完成在CAD平面中的保存.
已知测绘坐标体系用矩形框框选所研究区域平面,同理采用矩形左上角及右下角2个控制点进行计算,控制点的大地XY坐标为(Di[X,Y]；i等于1、2).通过已知的测绘坐标体系,明确高斯-克吕格投影反解公式中的参数.然后利用反解公式(6)计算控制点的经纬度(Di[B,L]；i等于1、2),再按照公式(3)求出墨卡托投影中的经纬度(Di[b,l]；i等于1、2),即控制点对应GoogleEarth球体坐标中的经纬度.并根据计算的经纬度和GoogleEarth传输下载原理得到计算路径,下载图片,最后整合卫星影像图片,并按平面大地XY坐标,将卫星影像图缩放旋转插入保存到CAD图形中.
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5.结语
目前,基于GoogleEarth的影像图在路线设计研究中的应用已较为广泛,其直观、免费、3D服务等特点,都为路线方案的优化和演示提供了便利的条件.实例通过坐标变换,利用kml脚本语言及Arx二次开发语言,使GoogleEarth影像图更方便、快捷地运用到路线设计中,并实现了三维演示,对比AutoCAD有着巨大的优势.
参考文献
[1]《公路勘测规范》(JTGC10一2007)
[2]张瑞.GoogleEarth在道路及规划设计中的应用[D].华中科技大学硕士学位论文
[3]易共才,王彦军,高宏.GoogleEarth在公路工程中的应用研究[J].中外公路.2008(1
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