数字地球技术在公路设计中的应用

道路设计中数字地形图的应用作者：丁志科来源：《建筑工程技术与设计》2014年第32期现阶段数字地形图广泛应用与道路勘测设计，设计人员可以进行全面的方案比较设计。

在数字地形图上进行路线线形设计，可同时对多种方案进行对比，通过多方案对比才能设计出最经济、最合理的路线方案，而不需要多次进行现场实测，真正做到了保证设计质量，提高工作效率、缩短设计周期、节约设计经费，从而在最大程度上为公路建设节省人力、财力和时间。

1.数字地形图在道路设计中的应用范围目前，在道路设计中，应用最为广泛的地形图比例尺主要有，1：2000 ，1：10000和1：50000种，其他比例尺的地形图应用得较少其中，1：2000地形图主要用于道路具体细化设计中，1：10000地形图主要用于路线方案选线设计，1：50000主要用于路线总体走向及路线方案选择；大比例地形图可以用于勾绘和计算桥涵汇水面积，应用于水文计算。

由于数字地形图主要是基于三维地形数据而建立的，而有的地形图的三维地形数据的更新速度较慢，数字地形图的现势性较差，新建地物不能及时更新到数字地形图上，因此，对于地形数据更新较慢的数字地形图，建议可应用于大廊道路线方案选择中，同时通过现场踏勘与数字化地形图的结合进行道路方案设计；而对于地形数据更新较快、现势性较好的数字地形图，需要确认数字地形图的地形数据的更新情况，通过现场踏勘确认无误后，才可以进行细化道路设计；对于有少许地形数据不符的地形图，可以对数字地形图的补测和纠正后进行道路设计。

交通部标准规定：数字地面模型应用于施工图测设阶段时，原始三维地面数据必须野外实测采集，DTM高程插值中误差不大于士0.2m而对于采用纸质地形图数字矢量化获取三维地面数据方法建立的数字地形图，国家标准没有做出相应的具体规定和要求，由于该种数字地形图的精度不够，同时考虑当前道路规划、设计、施工及监理各个环节的实际问题，还不能直接应用于施工图测设阶段而在可行性研究和初步设计阶段，由于该设计的主要目的是对某个工程的技术可行性和经济合理性做简要评估，用于指导后期的施工图设计，因此，该阶段的设计精度要求较低根据这种数字地形图的特点，可以利用数字地形图进行可行性研究和初步设计，这样既能满足设计的精度要求，又可以节约设计成本，也能缩短设计周期。

数字地球技术在土地资源管理中的应用随着全球经济的发展，土地资源的管理越来越受到重视。

从规划、开发、利用到保护和治理，都需要越来越多的技术手段来辅助。

而数字地球技术正是应用于土地资源管理的一种非常有效的手段。

本文将从多个角度来介绍数字地球技术在土地资源管理中的应用。

一、数字地球技术在土地规划与管理中的应用“数字地球”这一概念始于90年代末，是指通过数字化技术构建起来的一个“虚拟地球”，相当于真实地球的数字映射。

数字地球技术通过收集、整合不同来源的地理空间数据，使得我们可以对地球上的任意区域进行远距离的观察、分析和操作，便于科学规划和管理。

数字地球技术可以通过遥感数据、地图数据、遗传数据等多种数据源加以处理，得到更加详尽和真实的地球表面的信息和数据。

在土地规划与管理中，数字地球技术可以帮助我们实现以下目标：1. 土地资源调查：通过高分辨率遥感数据和地面实地调查相结合，我们可以更全面地了解土地资源的现状和分布情况，有利于制定科学的土地利用计划和保护措施。

2. 土地利用规划：数字地球技术可以提供更加详细、全面和准确的地理空间数据，这使得土地利用规划可以更科学地确定土地利用类型、用地范围等，有助于提高土地资源的利用效率。

3. 土地评价与监测：数字地球技术可以对不同类型的土地进行评价和监测，如农田、城市建设、林地、草地等等，实现土地资源的量化、动态化和多维度分析，以便更好地保护和管理土地资源。

4. 灾害管理与应急响应：数字地球技术是一种强大的灾害管理工具，可以通过精确的遥感数据掌握灾害范围、种类、程度，帮助灾区恢复重建。

数字地球技术还可以快速响应并提供危险地区的信息，帮助减少伤亡和财产损失。

二、数字地球技术在土地保护与治理中的应用数字地球技术在土地保护与治理方面的应用主要包括土地退化防治、生态修复与保护、水土流失控制、荒漠化治理等。

数字地球技术可以通过对土地空间结构分析、土地利用变化情况监测和土地生态环境综合评价等方式，为土地保护与治理提供有力的支撑。

高速公路数字化应用场景高速公路数字化应用场景涵盖了许多领域，旨在提高道路运输的效率、安全性和服务水平。

以下是一些高速公路数字化应用场景的例子：1. 智能交通管理系统：利用传感器、相机和其他感知技术，建立智能交通管理系统。

这可以实时监测交通流量、道路状况和车辆行驶速度，帮助调整交通信号灯、车道管理和道路流量优化，提高道路通行效率。

2. ETC（电子不停车收费）系统：利用无感支付技术，使车辆能够在不停车的情况下通过收费站。

这有助于降低交通堵塞，提高交通流畅度，并简化收费流程。

3. 智能路牌和导航系统：利用数字化技术，提供实时的路况信息、导航建议和交通事件提醒。

这可以帮助驾驶者更好地规划行车路线，减少交通阻塞和事故发生的可能性。

4. 智能停车系统：利用传感器和无线通信技术，提供实时的停车位信息，帮助驾驶者快速找到可用的停车位，减少在寻找停车位上的时间和资源浪费。

5. 车辆远程监控和管理：通过车载传感器和通信技术，监测车辆的状态，包括燃油消耗、车速、发动机健康状况等。

这有助于提高车辆运营的效率和安全性。

6. 应急响应系统：利用数字化技术建立紧急响应系统，能够快速检测并响应事故、火灾、恶劣天气等紧急情况。

这有助于减少救援时间，提高事故处理效率。

7. 交通数据分析和预测：利用大数据分析技术，对交通数据进行深入分析，预测未来交通流量、拥堵情况和可能发生的事故。

这有助于制定更有效的交通管理策略。

8. 智能交通安全监控：利用摄像头和监控设备，实时监测道路上的交通情况，识别交通违规行为和事故，并及时采取措施，提高道路安全性。

这些数字化应用场景有助于高速公路运营更加智能化、高效化和安全化，提升整体道路交通体验。

数字地球[教学目标]<知识与技术>举例说出全世界定位系统（GPS）在定位导航中的应用。

结合实例，了解遥感（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用。

运用相关资料，了解地理信息系统（GIS）在城市治理中的功能。

<进程与方式>在获取和应用数字地球的相关知识的进程中，明白得数字地球的含义，锻炼学生搜集地理信息的能力，和对地理知识进行分析、提取、整理的技术。

<情感态度与价值观>激发学生运用信息技术探讨，解决地理问题的爱好，提高学生对环境、资源、人口问题的整体熟悉，形成全世界意识。

[教学重点]明白得数字地球的概念，特点明白得数字城市的意义[教学难点]明确3S技术的概念和区别[教学方式]教学法、对照分析法[教具]讲义，多媒体[教学进程]<导入>还记得咱们以前学习过节3S技术吗？RS：要紧用于地理信息数据的获取，能在很短时刻内获取某区域全面资料的技术。

GPS：要紧用于地理信息的空间定位，能为无人区科学考察的科技工作者全天侯提供本人具体地理位置的技术。

GIS：要紧用来对地理信息数据进行治理、查询、更新、空间分析和应用评判，能对取得的地理信息进行处置、分析、治理、显示、输出的技术。

<新课>熟悉“数字地球”有了以上的回忆，咱们来熟悉一下数字地球：数字地球的提出美国前副总统戈尔于1998年1月31日在加利福尼亚科学中心所做的“数字地球------熟悉21世纪咱们这颗星球”的演讲中第一次提出的。

他指出：数字地球是指一个以地理坐标为依据的、具有高分辨率和海量数据、立体显示地球信息的技术系统。

数字地球的核心思想用数字化的手腕整体性地解决与空间位置相关的问题和最大限度地利用信息资源，它需要很多学科，专门是信息科学技术的支撑，如信息高速公路、高分辨率卫星影像、空间信息技术、大容量数据处置与存贮技术、可视化和虚拟现实技术，并与遥感、地理信息系统、全世界定位系统技术相融合。

一、背景20世纪80年代以来，交通运输部门采用现代技术改善工作效率和质量。

同时，环境保护、经济可持续发展等影响人类生活质量和生存空间等重大问题日趋严重，而由交通所引起的环境污染、交通堵塞等问题也被人们逐渐认识，跨学科多层次的合作研究成为解决交通运输及其相关问题的基本途径。

随着社会的进步，社会经济水平不断提高，人民生活也越来越富裕，由道路、水运、铁路、航空和管道构成交通系统也越来越复杂。

在交通的规划、设计和管理中遇到许多前所未有的难题。

而交通地理信息系统（Geographic Information System for Transportation，GIS-T）的出现给新时期的交通提供了崭新的技术平台和手段。

GIS-T是以现代计算机科学、地理学、信息科学、管理科学和测绘科学为基础，并与传统的交通信息分析和处理技术紧密结合，采用数据库、计算机图形学、多媒体等最新技术，对交通地理信息进行数据处理，能够实时准确地采集、修改和更新地理空间数据和属性信息，为决策者提供可视化的支持。

GIS-T为新时期的交通行业发展提供了新的思维模式。

国务院颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006━2020年）》中指出，交通运输业发展思路之一是“以提供顺畅、便捷的人性化交通运输服务为核心，加强统筹规划，发展交通系统信息化和智能化技术，安全高速的交通运输技术，提高运网能力和运输效率，实现交通信息共享和各种交通方式的有效衔接，提升交通运营管理的技术水平，发展综合交通运输”。

而智能化和信息化的基础之一就是GIS-T。

交通部颁布的《公路水路交通中长期科技发展规划纲要（2006-2020年）》中给出公路水路交通科技发展目标之一“到2010年，数字交通技术实用化程度和行业管理信息化水平明显提升，集装箱多式联运和一体化运输技术明显突破，交通决策技术明显提高。

到2020年，智能化数字交通管理技术、一体化运输技术、决策支持技术整体达到国际先进水平，交通运输管理技术能够适应交通现代化的要求，全面实现决策的数字化与科学化”。

数字地球的应用案例
1. 地质勘察：数字地球可以提供准确的地质数据和地质模型，帮助勘探人员快速定位地下资源，如矿藏、石油和天然气等。

2. 环境保护：数字地球可以监测和评估地表水质、空气质量等环境指标，帮助制定环境保护政策和进行监测和预警。

3. 地理信息系统：数字地球可以集成各种地理信息数据，包括地形、地貌、土壤、植被等，为城市规划、农业管理、森林资源管理等提供支持。

4. 城市管理：数字地球可以帮助城市规划和管理部门进行城市规划、交通管理、安全监测等工作，并提供空间分析和决策支持。

5. 旅游和文化遗产保护：数字地球可以为游客提供详细的旅游信息，包括景点介绍、线路规划和导航等，同时帮助保护和管理文化遗产。

6. 医疗卫生：数字地球可以用于疫情监测和预警，帮助医疗卫生部门进行疾病传播模拟、疫情分析和应急响应。

7. 土地管理：数字地球可以记录土地使用情况和土地所有权，提供土地登记、评估和管理服务。

8. 水资源管理：数字地球可以监测水资源的分布和质量，帮助水利部门进行水资源规划、分配和保护。

9. 天气预报：数字地球可以集成气象数据和模型，提供准确的短期和长期天气预报。

10. 教育和科研：数字地球可以为地理学、地球科学等学科提供研究和教学工具，帮助学生和研究人员进行空间分析和模拟实验。

数字地球的应用案例
1. 地理教育：数字地球可以用作教学工具，展示地球表面的各种地理现象、自然资源、人文地理等，帮助学生更加直观地理解地球的各个方面。

2. 城市规划：数字地球可以模拟城市的三维地理环境，包括地形、地貌、地下设施等，帮助城市规划师进行城市发展、土地利用规划等决策工作。

3. 天气预报：数字地球可以整合气象数据，提供全球范围的天气预报服务，包括降雨量、气温、风向风速等指标，帮助人们及时了解天气变化，做出相应的应对措施。

4. 环境保护：数字地球可以用于监测和评估环境状况，包括空气质量、水质监测、森林覆盖率等，帮助环境保护机构定位问题区域，制定相应的环保措施。

5. 旅游规划：数字地球可以提供全球范围内的旅游景点、交通线路等信息，帮助旅游者规划行程，了解目的地的地理环境和文化特点。

6. 紧急响应：数字地球可以用于危机管理和紧急响应，包括自然灾害、疫情爆发等，帮助相关部门进行灾害预警、紧急救援等工作。

7. 自然资源管理：数字地球可以监测自然资源的开采、利用情况，包括矿产资源、水资源、森林资源等，帮助相关部门进行
资源调配和管理。

8. 市场分析：数字地球可以用于市场分析和商业决策，通过地理数据分析，了解市场分布、消费者行为等，帮助企业制定营销策略和拓展市场。

总之，数字地球的应用案例非常广泛，涵盖了教育、规划、环保、旅游、紧急响应等多个领域，为人们提供了更直观、全面的地理信息。

数字地球的应用案例
数字地球是一种集成了地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）技术的平台，可将地理空间数据与数字数据相结合，通过数字化的地球模型呈现出来，并赋予用户交互和分析的能力。

以下是数字地球应用的几个案例：
1. 城市规划：数字地球可用于城市规划，通过模拟城市的地理环境、交通状况、建筑布局、土地利用等因素，帮助城市规划师制定更科学合理的城市发展方案。

2. 自然资源管理：数字地球可以支持自然资源的管理与保护。

例如，在森林资源管理中，可以使用数字地球技术获取和分析森林类型、植被覆盖率、土壤质量等数据，帮助决策者科学合理地进行森林资源管理。

3. 灾害管理：数字地球在灾害管理中发挥重要作用。

比如，在防汛工作中，可以利用数字地球技术对洪水演变进行模拟预测，提前做好应对准备，减少损失。

4. 旅游推广：数字地球可应用于旅游推广。

通过数字地球，游客可以预览旅游景点的实景，并获取相关旅游信息，如公交路线、酒店、餐馆等，提前规划旅行。

5. 教育与研究：数字地球可以用于教育和研究领域。

在教育中，可以利用数字地球来进行地理教学，通过模拟实景让学生更好地理解地理现象。

在研究领域，可以利用数字地球对地理数据进行可视化和分析，为学术研究提供支持。

总之，数字地球作为一种集成地理信息与数字技术的平台，能够在多个领域中应用，为相关领域的决策者和用户提供更多便利和科学支持。