基于WebGIS的高速公路点云化资产管理系统的构建与实现

摘要

随着中国高速公路设施建设的迅猛发展，对公路资产信息化管理的需求也越来越高。因此，亟待加强高速公路资产信息的管理水平，从而建立基于WebGIS技术的高速公路点云化资产管理信息系统，将公路信息与地理信息有机的结合起来，并将点云数据做为公路资产的信息化载体，充分利用Web端“轻量级”特性和GIS技术特有的空间和属性数据管理、空间分析以及点云的三维地图实时渲染等功能，从而满足高速公路资产信息管理工作在信息查询与数据统计方面的需求，为管理和养护人员提供分析与决策的建议。　　本文借助先进的车载LiDAR（Light Detection And Ranging）技术，对兰州机场高速公路路段及周边相关设施进行了点云采集，并重点研究了高速公路资产所对应的点云数据解析、分类提取过程，将点云数据与高速公路资产一一对应起来进行对象化处理，在这基础上提出了点云分类入库和发布方法。本文系统分析了高速公路资产的特点，引入了高速公路评价体系，针对高速公路不同资产特点，采取对应评分标准，提出了不同养护方案。本论文针对现有高速公路资产管理系统的弊端，研究了以B/S端（browser server）架构为基础，采用开源OpenLayers和CityMaker等GIS技术为前端、以orale为数据库，在Visual Studio 2015 .NET环境下构建了基于WebGIS的道路养护管理系统，主要内容和研究成果如下：　　1）论述了国内外公路养护系统的发展现状，提出了采用点云为公路资产的虚拟对象的道路资产管理系统。　　2）针对现有系统的分析与比较，设计确立了本系统采用的开发方式。　　3）研究了以LiDAR技术对高速公路点云的采集过程、并对点云的处理和入库过程作了详细研究。　　4）研究了系统数据库的建立过程，探讨了高速公路资产评价过程、研究了数据库连接方式和数据库表结构的设计。　　5）研究了高速公路管理系统的开发过程，以兰州市道路养护数据为例，实现了地图浏览、量测、二三维联动、模拟驾驶、资产查询、资产统计等功能，并提出经纬度转桩号算法解决了高速公路资产空间信息不全的问题。

目录

1.绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外现状分析

1.3 主要研究内容

1.4 技术路线

1.5 本章小结

2. 系统需求与可行性分析

2.1 系统总体需求

2.2 系统的可行性分析

2.3 本章小结

3. 高速公路点云信息采集、处理及管理

3.1 外业数据采集

3.2 内业数据处理

3.3 点云数据的管理

3.4 本章小结

4. 系统架构与数据库设计

4.1 系统架构

4.2 开发工具介绍

4.3 数据库设计

4.4 本章小结

5. 系统功能实现

5.1 主界面模块设计

5.3 三维量测模块设计

5.4 二三维联动模块设计

5.5 模拟驾驶模块设计

5.6 统计查询模块设计

5.7 桩号转经纬度算法

5.8 本章小结

6. 总结与展望

6.1 主要工作回顾

6.2 研究展望

参考文献

致谢