Google地球软件在项目施工策划中的应用

王少辉

(中交一公局第一工程有限公司，北京 102205)

·计算机技术及应用·

王少辉

(中交一公局第一工程有限公司，北京 102205)

结合登汝高速公路项目实例，通过图片的直观演示，介绍了Google地球软件的功能及优势，阐述了Google地球软件在施工中的应用方法，为工程设计与规划提供了新途径。

Google地球，CAD，图形，施工策划

0 引言

Google Earth由于其强大的数据库和数据源以及带给人们三维可视化的视觉震撼，运用到实际工程中的例子也越来越多。王子明[1]通过Google Earth软件与其他相关软件的综合应用，形成一套较为完整的应用于公路工程可行性研究的解决方案；钱李进[2]和刘江涛[3]基于Google Earth三维空间选线系统进行线路的选线与设计，通过该软件的规划设计模块及模拟仿真模块对关键技术问题进行了详细阐述，并用实例进行了验证；为了将Google Earth与AutoCAD无缝对接，张瑞[4]、王中等[5]和Wuthrich D[6]分别系统的研究了Google Earth与AutoCAD坐标转换及之间的联系，通过大量实践证明了该理论和方法的正确性。

本文依据登汝高速公路项目，基于Google Earth 及CAD软件，通过将CAD图导入Google地球中与将Google地球中的图形导入CAD中两个应用的展示及实现方法，阐述了Google Earth的强大功能，本文方法虽然只是一些初等的尝试，但是也为Google Earth在工程中继续应用提供了一种新思路，为工程设计与规划提供了有效手段。

1 Google地球软件简介

Google地球是一款虚拟地球仪软件，其效果就是可以将卫星照片、航空照相和GIS布置在地球的一个三维模型上，不仅含有丰富的地理信息，而且还可以免费试用。该软件可以实现测距、显示地面高程、任意改变视角、显示三维图像等功能，并且可以通过用户上传的海量照片以及本身所有的街景功能，让用户有身临其境的感觉。同时，Google地球提供了一个开放的平台，其数据与技术处于不断更新中[7]。

2 施工中的一些具体应用

登汝高速公路位于郑州市登封市和平顶山市汝州市境内，线路全长58.7 km。项目自永登高速公路卢店单匝互通接出，于告成西跨颍河后南行进入山区，经白坪乡、大峪乡西，在安沟水库西岸进入北汝河冲积平原，南行搭接宁洛高速，为项目终点。

2.1 将CAD图导入Google地球中

根据已有的登汝高速公路路线CAD图，利用转换工具将其转换为.kml文件，打开后即可在Google地球中显示路线，放大后的细部效果见图1，所显示的是白坪互通主线和各匝道的路线走向，其中N匝道即为所连接的县道X048，可见导入的路线图和卫星图重合度很高。与CAD图相比，在Google地球中显示的路线更加直观，信息量更加丰富，同时，一些问题也会更加容易发现，有利于项目的顺利开展。

依据设计图纸，在K15+562处设置2孔直径5 m的钢波纹管涵，管涵角度为135°。但从图2可以明显看出管涵角度与河道角度不太一致，进出口已埋入河道边的农田中，不符合实际情况，此问题已向设计院反映，角度已做出相应调整。

2.2 将Google地球中的图形导入CAD中

进场后项目经过比选，初步选定一块场地，拟作拌和站场址。导入到CAD中的图形如图3所示，通过CAD中面积求解操作求得多边形的面积为9 409.59 m2(计14.1亩)，同时也可以查询各角点坐标，通过国土资源部鉴定，该场地不是基本农田，允许办理征用手续。从而可以在CAD图中方便地、精确地进行场地规划，具体布置效果图见图4。

3 应用的实现方法

由于Google地球采用的是WGS-84坐标系(属地心坐标系)，通过经纬度确定地面点位；而现阶段我国在工程测量和施工中一般采用1980年国家大地坐标系(属参心坐标系)，经过高斯投影后变为平面直角坐标系，在CAD图中以纵横坐标确定点位。要实现路线、图形在Google地球中和CAD图之间的精确转换，取决于转换软件的功能是否足够强大。然而就施工中的应用来看，目前的转换程序已经满足精度要求。程序默认以CAD图中向上的方向为Google地球中的北方向，只需寻找一个参照点就可以确定整个平面。

3.1 将CAD图导入Google地球的方法

将CAD图导入Google地球的具体操作如下：

1)启动CAD，查看路线图基本信息并进行编辑，调整路线参照点坐标至原点。为避免视图显得凌乱，过滤掉路线CAD图中一些不需要的信息，如路线参数和特征点信息等，仅保留桩号等有用信息。

为保证导入后位置关系准确，需要选定一个参照点，作为CAD和Google地球结合的纽带。从路线说明中可以看出，登汝高速公路设计路线的起点位于既有卢店互通区的主线和匝道的交汇点，此点在卫星图片上较易辨识，可以选为参照点。选定参照点后，在CAD图中整体移动路线，将参照点(即路线起点)移至坐标原点(0,0)位置。

2)加载acad2kml.vlx并启动。acad2kml.vlx是将CAD图转换为Google地球识别的.kml文件的关键程序，但它并非AutoCAD软件自带的，需要先行下载软件包，解压后将文件“acad2kml.vlx”放入AutoCAD的“支持文件搜索路径”中，如：“D:Program FilesAutoCAD 2010Support”。

acad2kml.vlx的v加载方法有三种：方法a：在AutoCAD菜单中点取[工具—加载应用程序...]，选择″acad2kml.vlx″即可；方法b：在AutoCAD的命令提示符下输入“(load ″acad2kml.vlx″)”也可；方法c：直接将文件“acad2kml.vlx”拖拽入AutoCAD绘图区即可。加载后在AutoCAD的命令提示符下输入“acad2kml”或“a2k”，即可启动转换程序。

3)启动Google地球，找到参照点在Google地球的位置，添加地标，读取经度纬度。在Google地球查得参照点的位置，并添加地标，右键属性，查得此点的纬度和经度，将数据换算为小数后，得纬度为34.446 277 78°，经度为113.146 741 67°。同样也可在Google地球菜单栏上，点击“工具—选项—显示经度/纬度”，为了避免换算，选择小数度数，直接查得显示的度数。

4)在CAD命令行键入“acad2kml”或“a2k”，启动转换程序，即出现参数设计对话框，输入上面的经纬度，CAD基本绘图单位选择米，见图5。

5)点击确定，选择需要导入Google地球的CAD图形，生成.kml文件，双击之即可导入Google Earth。进入Google地球查看时最好先选取验证点(非参照点)进行验证，如果互相吻合，表明导入正确，否则应查明原因并进行改正。

3.2 将Google地球中的图形导入CAD中的方法

在Google地球中，根据卫星图片显示的地理信息绘制图形。将绘制好的图形导入CAD中的具体操作如下：

1)选取易于辨识的基准点，在Google Earth中添加一个地标，取名为“base”。此地标的位置转换后将对应于AutoCAD中的(0,0)点。同时选取登汝高速的起点——卢店互通主线和匝道的交汇点为基准点。

如果不建立此地标也是可以的，只需要在后面转换时手工输入基准点的纬度、经度即可。

2)将所有待转换的图形，包括上一步建立的“base”地标，全部移入一个文件夹中。在该文件夹点击鼠标右键，选择“将位置另存为…”，打开对话框，将图形另存为.kml文件。

3)运行kml2dxf.exe启动转换。kml2dxf.exe是将.kml文件转换为AutoCAD识别的.dxf文件的关键程序，需要先行下载。运行kml2dxf.exe后显示对话框，在输入文件后打开上一步生成的.kml文件，点击转换即可输出.dxf文件。如果开始未建立“base”地标，则需要在点击转换前先输入基准点的纬度和经度，参见图6。

转换成功后会显示对话框，并显示闭合多边形投影的面积和周长信息。双击生成的.dxf文件，即可在CAD中打开，然后可以查看图形坐标、面积等信息，并可自由进行编辑。

4 在施工策划中的其他应用

路线导入Google地球后，可以直观地查看设计路线走向、附近公路位置和居民区分布、周围地形地貌特征等，这些信息可以用来协助寻找项目驻地位置、拌和站位置、钢筋场位置、预制场位置、便道位置和率先开工点等。

例如在选择项目部位置时，考虑到山区土地紧张，同时为了降低费用成本，优先选择租房，而项目部需要设在交通便利处，从图中选取几处备选场所，一一实地查看比选，最后选定了程窑村委会。而开工点选择时，除了考虑重要程度以外，从Google地球中也可以直观看到哪些地点地形较为有利、条件较为优越、便道较易打通，可以率先开工。

经过实地查看，考虑使用效果，依据决策者的经验和判断，通过Google地球将这些问题直观化和简单化，确定出最终选择。

5 结语

依据登汝高速公路项目，通过利用图片的直观演示以及操作步骤的叙述，详细阐述了Google地球在施工中一些具体应用及其优点，从将CAD图导入Google地球中与将Google地球中的图形导入CAD中两方面及其实现方法较为全面、有效、细致地反映了Google地球强大功能，为该项目顺利开展提供了有效手段。同时，基于Google地球可以方便地进行项目的一些策划工作，特别是对于条件复杂的山区，能够做到运筹帷幄、事半功倍，并且提供了一种全新视角，直观、形象、准确的进行选择与设计，同时也提供了新的复检方法，从两方面保证项目的正常开展。本文仅通过既定项目进行一些尝试工作，更多的功能和应用还有待工程师们去发掘。

[1] 王子明.Google Earth在公路工程可行性研究中的应用.公路交通技术，2008(5):4-8.

[2] 钱李进.基于Google Earth三维道路设计系统应用研究.武汉：武汉理工大学,2011.

[3] 刘江涛.基于Google Earth的铁路三维空间选线系统研究.长沙：中南大学,2010.

[4] 张瑞.Google Earth在道路及规划设计中的应用.武汉：华中科技大学,2007.

[5] 王中,李谦,林岩.AutoCAD软件和Google Earth软件相结合制作电子竣工资料.有线电视技术,2009(1):45-48.

[6] Wuthrich D. Avatech’s AutoCAD Google Earth Connector. GEOSPATIAL SOLUTIONS,2006,16(3):38-41.

[7] 唐胜军,张立东,王少杰.浅谈Google地球高程数据的提取.河南水利与南水北调,2012(8):105-106.

The application of Google earth software in project construction planning

Wang Shaohui

(CCCCFirstEngineeringLimitedCompany,Beijing102205,China)

Combining with the Dengru highway project example, through the visual presentation of pictures, this paper introduced the function and advantage of Google software, elaborated the application method of Google earth software in construction, provided new way for engineering design and planning.

Google earth, CAD, graphics, construction planning

2015-09-15

王少辉(1982- )，男，工程师

1009-6825(2015)33-0256-03

TP319