道路基礎(chǔ)設(shè)施三維數(shù)字底座建設(shè)與實踐

李明巨李明巨江蘇省基礎(chǔ)地理信息中心2024.6.26P1P2一、背景與需求一、背景與需求二、二、工程實踐三、小結(jié)與展望三、小結(jié)與展望01背景與需求P4截至2023年底，全國公路總里程550萬公里，承擔(dān)著63.5%的營業(yè)性旅客運輸量和73.3%的營業(yè)性貨物運輸量，構(gòu)成了流動的倉儲和產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的重要組成部分，在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮了重要的先行作用。良好的交通基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)物流暢通，降低運輸成本，提高生產(chǎn)效率和市場競爭力促進(jìn)人員、物質(zhì)流動，加強區(qū)域間的聯(lián)系和交流促進(jìn)城鄉(xiāng)之間、地區(qū)之間的互聯(lián)互通，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高P5交通運輸部2023.9P6江蘇省交通運輸廳2022年《江蘇數(shù)字公路發(fā)展行動計劃（2022—2025年）》總體要求P7道路信息化不是新話題需要的是性能再提升，覆蓋面更廣泛從設(shè)計、建設(shè)、管護(hù)、運營服務(wù)全鏈條02工程實踐P92、工程實踐目標(biāo)開展普通國省道基礎(chǔ)設(shè)施三維數(shù)據(jù)采集，全面推進(jìn)公路數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級；建設(shè)道路基礎(chǔ)設(shè)施三維數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建道路及周邊環(huán)境、道路沿線設(shè)施等三維數(shù)字化場景；圍繞公路建設(shè)管理、養(yǎng)護(hù)管理、運營管理、應(yīng)急管理、出行服務(wù)等業(yè)務(wù)需求，創(chuàng)新三維數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用場景，通過技術(shù)創(chuàng)新與模式創(chuàng)新，全面提升公路業(yè)務(wù)智慧化管理水平。P102、工程實踐—數(shù)據(jù)對象服務(wù)設(shè)施車道、中央分隔帶涵洞主體結(jié)構(gòu)渡口碼頭…綠化工程…服務(wù)設(shè)施車道、中央分隔帶涵洞主體結(jié)構(gòu)渡口碼頭…綠化工程…路基路基路面路面橋梁橋梁交通工程及沿線設(shè)施環(huán)境保護(hù)與景觀設(shè)計其他工程其他工程道路基礎(chǔ)設(shè)施2、工程實踐—技術(shù)手段適用于絕大多數(shù)路段適用于渡口、服務(wù)區(qū)、公路中心、收費站、養(yǎng)護(hù)工區(qū)、應(yīng)急處置基地等適用于大型橋梁1、采集區(qū)域相對于傾斜航飛不易受限。1、采集區(qū)域相對于傾斜航飛不易受限。2、路面屬于近地面區(qū)域，車載采集可保證采集對象的完整；傾斜航飛，容易導(dǎo)致近地面處地物遮擋無法清晰建模。3、車載激光雷達(dá)點云成果半自動建模技術(shù)較為成熟，可構(gòu)建精度較高的單體模型；單體模型是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)使用的基礎(chǔ)。傾斜航飛生產(chǎn)的場景模型數(shù)據(jù)為一個整體，無法與業(yè)務(wù)屬性進(jìn)行關(guān)聯(lián)。4、模型成果數(shù)據(jù)使用更為流暢。P112、工程實踐—技術(shù)手段PP132、工程實踐—技術(shù)手段工作階段工作內(nèi)容采用數(shù)據(jù)類型及方式內(nèi)業(yè)建模路面、一般橋梁、交通安全設(shè)施、管理設(shè)施（大部分）、服務(wù)設(shè)施（大部分）、綠化工程的建模車載激光雷達(dá)采集數(shù)據(jù),半自動化建模特大橋、大橋處理及建模車載激光雷達(dá)采集數(shù)據(jù)+傾斜航空攝影數(shù)據(jù)路面采用半自動建模成果，其他人工建模隧道建模車載激光雷達(dá)采集數(shù)據(jù)路面采用半自動建模成果，其他人工建模通用路燈、監(jiān)控設(shè)備等模型制作車載激光雷達(dá)采集數(shù)據(jù),人工構(gòu)建模型庫，為復(fù)用模型傾斜航飛內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理：場景修飾、單體建模（公路中心、養(yǎng)護(hù)工區(qū)、應(yīng)急處置基地、服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、收費站、治超站、渡口碼頭、部分邊坡等）傾斜航空攝影數(shù)據(jù)場景模型自動化建模；人工完成模型修飾及單體化制作模型檢查數(shù)據(jù)檢查，模型與場景間的一致性匹配人機(jī)交互檢查2、工程實踐—模型建設(shè)—點云內(nèi)業(yè)建模 提取示意從要素提取的過程來說，總體原則是：先提取線和面要素，最后提取點要素。原因在于點要素的落地高程可以參照距離最近的線和面要素的高程。P142、工程實踐—模型建設(shè)—點云內(nèi)業(yè)建模交通標(biāo)線的自動提取交通標(biāo)線的自動提取交通標(biāo)線制作主要指構(gòu)建標(biāo)線、箭頭、文字等，向交通參與者傳遞引導(dǎo)、限制、警告等交通信息的標(biāo)志模型。利用道路標(biāo)線設(shè)置的規(guī)律，實現(xiàn)標(biāo)線信息的自動化提取，并進(jìn)行單體建模P15P162、工程實踐—模型建設(shè)—點云內(nèi)業(yè)建模3）道路標(biāo)志4）橋隧、高架路5）影3）道路標(biāo)志4）橋隧、高架路5）影2、工程實踐—模型建設(shè)—點云內(nèi)業(yè)建模P17P182、工程實踐—模型建設(shè)—點云內(nèi)業(yè)建模雙輪驅(qū)動：知識規(guī)則驅(qū)動+機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動P(S^B^F^A^I)P192、工程實踐—模型建設(shè)—點云內(nèi)業(yè)建模對于復(fù)雜語義的道路標(biāo)志，采用內(nèi)容解析技術(shù)，解決不同類型標(biāo)志牌的內(nèi)容精準(zhǔn)分割與語義層次結(jié)構(gòu)解析問題，使得重構(gòu)后的標(biāo)志牌可疊加到對應(yīng)三維模型中進(jìn)行渲染，實現(xiàn)標(biāo)志牌單體建模的語義紋理重構(gòu)。2、工程實踐—模型建設(shè)—點云內(nèi)業(yè)建模模型放置依據(jù)影像、激光點云確定橋涵隧模型位置、高度，放置位置應(yīng)與實際一致。模型貼圖為空白模型制作模型貼圖，并核查貼圖是否丟漏、空洞、拉花。模型融合橋涵隧模型制作完成后，應(yīng)與路面類模型進(jìn)行融合。模型檢查對模型結(jié)構(gòu)、幾何、屬性、關(guān)系進(jìn)行檢查，特別注意與路面類模型的融合情況，保證模型正確性。P20P212、工程實踐—模型建設(shè)—傾斜航空攝影影像去霧處理前后對比圖影像去霧處理前后對比圖2、工程實踐—模型建設(shè)—傾斜航空攝影高港汽渡高港服務(wù)區(qū)高港汽渡高港服務(wù)區(qū)泰州分中心南官河大橋泰州分中心南官河大橋P22P232、工程實踐—模型建設(shè)—車載+傾斜航空攝影P242、工程實踐—數(shù)據(jù)優(yōu)化數(shù)據(jù)預(yù)處理利用數(shù)據(jù)治理工具對移動測繪車采集的數(shù)據(jù)、無人機(jī)航測采集數(shù)據(jù)、手工模型數(shù)據(jù)，BIM模型數(shù)據(jù)等多源公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)治理，包括格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、高程匹配等工作語義化為解決三維模型無法檢索、分析與單獨管理等問題，對模型進(jìn)行單體化處理，并基于單體化成果與公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建立映射關(guān)系，完成三維模型的語義化輕量化數(shù)據(jù)處理引擎工具具有優(yōu)秀的輕量化數(shù)據(jù)處理能力，更加智能的動態(tài)調(diào)度方案，使得數(shù)據(jù)的承載范圍不再受到限制2、工程實踐—場景融合P252、工程實踐—場景融合P262、工程實踐—場景美化利用專業(yè)數(shù)據(jù)美化工具對部分三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行美化，包括色彩調(diào)整、外立面效果、材質(zhì)美化、燈光美化等。美化工具美化工具P27精模P27精模強化03小結(jié)與展望P29小結(jié)基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)生產(chǎn)車載Lidar傾斜攝影BIM道路三維數(shù)字底座建設(shè)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫道