道路基础设施三维数字底座建设与实践

李明巨李明巨江苏省基础地理信息中心2024.6.26P1P2一、背景与需求一、背景与需求二、二、工程实践三、小结与展望三、小结与展望01背景与需求P4截至2023年底，全国公路总里程550万公里，承担着63.5%的营业性旅客运输量和73.3%的营业性货物运输量，构成了流动的仓储和产业链、供应链的重要组成部分，在经济社会发展中发挥了重要的先行作用。良好的交通基础设施促进物流畅通，降低运输成本，提高生产效率和市场竞争力促进人员、物质流动，加强区域间的联系和交流促进城乡之间、地区之间的互联互通，促进社会经济发展和人民生活水平的提高P5交通运输部2023.9P6江苏省交通运输厅2022年《江苏数字公路发展行动计划（2022—2025年）》总体要求P7道路信息化不是新话题需要的是性能再提升，覆盖面更广泛从设计、建设、管护、运营服务全链条02工程实践P92、工程实践目标开展普通国省道基础设施三维数据采集，全面推进公路数字化转型升级；建设道路基础设施三维数据库，构建道路及周边环境、道路沿线设施等三维数字化场景；围绕公路建设管理、养护管理、运营管理、应急管理、出行服务等业务需求，创新三维数字化技术的应用场景，通过技术创新与模式创新，全面提升公路业务智慧化管理水平。P102、工程实践—数据对象服务设施车道、中央分隔带涵洞主体结构渡口码头…绿化工程…服务设施车道、中央分隔带涵洞主体结构渡口码头…绿化工程…路基路基路面路面桥梁桥梁交通工程及沿线设施环境保护与景观设计其他工程其他工程道路基础设施2、工程实践—技术手段适用于绝大多数路段适用于渡口、服务区、公路中心、收费站、养护工区、应急处置基地等适用于大型桥梁1、采集区域相对于倾斜航飞不易受限。1、采集区域相对于倾斜航飞不易受限。2、路面属于近地面区域，车载采集可保证采集对象的完整；倾斜航飞，容易导致近地面处地物遮挡无法清晰建模。3、车载激光雷达点云成果半自动建模技术较为成熟，可构建精度较高的单体模型；单体模型是业务数据使用的基础。倾斜航飞生产的场景模型数据为一个整体，无法与业务属性进行关联。4、模型成果数据使用更为流畅。P112、工程实践—技术手段PP132、工程实践—技术手段工作阶段工作内容采用数据类型及方式内业建模路面、一般桥梁、交通安全设施、管理设施（大部分）、服务设施（大部分）、绿化工程的建模车载激光雷达采集数据,半自动化建模特大桥、大桥处理及建模车载激光雷达采集数据+倾斜航空摄影数据路面采用半自动建模成果，其他人工建模隧道建模车载激光雷达采集数据路面采用半自动建模成果，其他人工建模通用路灯、监控设备等模型制作车载激光雷达采集数据,人工构建模型库，为复用模型倾斜航飞内业数据处理：场景修饰、单体建模（公路中心、养护工区、应急处置基地、服务区、停车区、收费站、治超站、渡口码头、部分边坡等）倾斜航空摄影数据场景模型自动化建模；人工完成模型修饰及单体化制作模型检查数据检查，模型与场景间的一致性匹配人机交互检查2、工程实践—模型建设—点云内业建模 提取示意从要素提取的过程来说，总体原则是：先提取线和面要素，最后提取点要素。原因在于点要素的落地高程可以参照距离最近的线和面要素的高程。P142、工程实践—模型建设—点云内业建模交通标线的自动提取交通标线的自动提取交通标线制作主要指构建标线、箭头、文字等，向交通参与者传递引导、限制、警告等交通信息的标志模型。利用道路标线设置的规律，实现标线信息的自动化提取，并进行单体建模P15P162、工程实践—模型建设—点云内业建模3）道路标志4）桥隧、高架路5）影3）道路标志4）桥隧、高架路5）影2、工程实践—模型建设—点云内业建模P17P182、工程实践—模型建设—点云内业建模双轮驱动：知识规则驱动+机器学习驱动P(S^B^F^A^I)P192、工程实践—模型建设—点云内业建模对于复杂语义的道路标志，采用内容解析技术，解决不同类型标志牌的内容精准分割与语义层次结构解析问题，使得重构后的标志牌可叠加到对应三维模型中进行渲染，实现标志牌单体建模的语义纹理重构。2、工程实践—模型建设—点云内业建模模型放置依据影像、激光点云确定桥涵隧模型位置、高度，放置位置应与实际一致。模型贴图为空白模型制作模型贴图，并核查贴图是否丢漏、空洞、拉花。模型融合桥涵隧模型制作完成后，应与路面类模型进行融合。模型检查对模型结构、几何、属性、关系进行检查，特别注意与路面类模型的融合情况，保证模型正确性。P20P212、工程实践—模型建设—倾斜航空摄影影像去雾处理前后对比图影像去雾处理前后对比图2、工程实践—模型建设—倾斜航空摄影高港汽渡高港服务区高港汽渡高港服务区泰州分中心南官河大桥泰州分中心南官河大桥P22P232、工程实践—模型建设—车载+倾斜航空摄影P242、工程实践—数据优化数据预处理利用数据治理工具对移动测绘车采集的数据、无人机航测采集数据、手工模型数据，BIM模型数据等多源公路基础设施数据进行数据治理，包括格式转换、坐标转换、高程匹配等工作语义化为解决三维模型无法检索、分析与单独管理等问题，对模型进行单体化处理，并基于单体化成果与公路基础数据库建立映射关系，完成三维模型的语义化轻量化数据处理引擎工具具有优秀的轻量化数据处理能力，更加智能的动态调度方案，使得数据的承载范围不再受到限制2、工程实践—场景融合P252、工程实践—场景融合P262、工程实践—场景美化利用专业数据美化工具对部分三维模型数据进行美化，包括色彩调整、外立面效果、材质美化、灯光美化等。美化工具美化工具P27精模P27精模强化03小结与展望P29小结基础性数据工程数据生产车载Lidar倾斜摄影BIM道路三维数字底座建设基础地理信息数据库道