楊開榮，翟 蔚，李 想，劉合耀

(1.長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院工程移民規(guī)劃研究院，湖北 武漢 430010；2.長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院工程建設(shè)分公司，湖北 武漢 430010)

0 概 述

地圖加加是一款在iOS系統(tǒng)上運(yùn)行的免費(fèi)地圖制作與地理數(shù)據(jù)管理應(yīng)用，除了可提供常規(guī)的全球地圖瀏覽、搜索、導(dǎo)航功能外，還可提供諸如自定義地圖、離線地圖、GPS軌跡記錄、KML/GPX/SHP/TAB/DXF編輯與處理以及強(qiáng)大的收藏夾和照片管理等功能。地圖加加可以瀏覽和管理上百種各類在線地圖；或者野外工作時(shí)作為離線地圖與導(dǎo)航軟件；或者代替GPS手持設(shè)備記錄查勘的軌跡、照片、地點(diǎn)和游記；還能用他作為專業(yè)的地理測(cè)繪、編輯和導(dǎo)出工具[1]。

多個(gè)水利水電工程的現(xiàn)場(chǎng)查勘、建設(shè)征地、匯報(bào)交流展示等實(shí)踐工作表明，在水利水電工程前期和實(shí)施工作中應(yīng)用好地圖加加等互動(dòng)地圖能夠很大程度地提高工作效率、節(jié)省人力成本，在烏東德水電站會(huì)理縣移民安置工程這種建設(shè)地點(diǎn)分散的工程建設(shè)管理過程中，效果明顯。

烏東德水電站是金沙江下游河段(攀枝花市至宜賓市)規(guī)劃建設(shè)的烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩4個(gè)水電梯級(jí)的最上游梯級(jí)，是我國(guó)目前第4大水電站。水庫(kù)正常蓄水位975 m，最大壩高270 m，電站裝機(jī)容量10 200 MW，多年平均發(fā)電量389.1億kW·h[2]。該電站建設(shè)征地涉及四川省會(huì)理縣11個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，征地面積35.95 km2，規(guī)劃生產(chǎn)安置人口為6 346人，規(guī)劃搬遷安置人口6 519人[2]。烏東德水電站會(huì)理縣移民安置工程建設(shè)地點(diǎn)分布于15個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，主要建設(shè)內(nèi)容為大沙壩大橋及接線、魚鲊～河漂村通村公路、江普鄉(xiāng)智力～船房村通村公路、魚鲊鄉(xiāng)咪嘟咕村通村公路、居民點(diǎn)對(duì)外連接道路和庫(kù)周交通恢復(fù)等公路工程，馬鞍橋及魚鲊碼頭，馬鞍坪等8個(gè)居民安置點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施和生產(chǎn)用地開發(fā)整理、安置點(diǎn)外部供水工程，電力、通信和廣播電視復(fù)建工程。

1 自定義地圖

為了形象直觀地了解工程情況，在地圖應(yīng)用中不僅需要添加具體的工程數(shù)據(jù)，也需要添加諸如衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)作為底圖。由于涉及版權(quán)問題，地圖加加并不提供任何第三方地圖的訪問和使用授權(quán)。下載的地圖加加App并不自帶我們常用的衛(wèi)星影像圖和矢量地圖，需要根據(jù)具體工程的使用需求對(duì)地圖進(jìn)行自定義。

1.1 底圖準(zhǔn)備

地圖加加是一款優(yōu)秀的地圖查看工具，可以查看眾多類型的地圖?？捎糜诓榭锤鞔蟮貓D服務(wù)平臺(tái)提供的在線衛(wèi)星圖、地形圖、道路圖以及混合地圖，也可查看下載的離線地圖，甚至可用于查看自制的其他渲染地圖。

由于衛(wèi)星影像地圖具有直觀形象、自帶坐標(biāo)等眾多優(yōu)點(diǎn)，衛(wèi)星影像地圖通常可以作為地圖加加App在水利水電工程應(yīng)用中的首選底圖。用戶可以通過添加在線地圖源的方式，將需要的地圖源添加到地圖加加App中進(jìn)行在線瀏覽。在沒有3G及以上速度網(wǎng)絡(luò)的偏遠(yuǎn)工程所在地，可以事先通過地圖加加App本身或Mobile Atlas Creator等電腦桌面軟件下載設(shè)置好離線地圖，亦或是在有網(wǎng)絡(luò)的地方預(yù)先瀏覽目標(biāo)地的地圖進(jìn)行緩存等方式準(zhǔn)備好底圖。

另外，隨著目前無人機(jī)的廣泛應(yīng)用，航飛影像圖也越來越多地被使用在工程中。對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)，若各地圖服務(wù)平臺(tái)提供的衛(wèi)星影像圖太舊，不能滿足水利水電工程應(yīng)用的實(shí)際需要，也可以將最新航飛的DOM通過FME、TileMill或者Global Mapper等軟件制作成MBTiles、RMaps等瓦片地圖格式并導(dǎo)入地圖加加作為底圖使用(見圖1)。

圖1 航片與衛(wèi)片底圖對(duì)比

1.2 工程地圖準(zhǔn)備

工程數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備是地圖加加App應(yīng)用的關(guān)鍵。地圖加加App提供了KML/GPX/SHP/TAB/DXF等格式文件的編輯與處理。兩種比較典型和常用格式的工程地圖制作方法流程介紹如下。

1.2.1 KML/KMZ

水利水電工程設(shè)計(jì)成果通常采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件體現(xiàn)，平面布置設(shè)計(jì)成果一般帶有平面投影坐標(biāo)信息的。可根據(jù)實(shí)際需要將關(guān)注的信息制作成KML/KMZ格式地圖數(shù)據(jù)。常用的制作方法有兩種：第一種，通過相關(guān)CAD插件直接將需要的信息轉(zhuǎn)換成KML或KMZ后導(dǎo)入地圖加加App；第二種，通過GIS類軟件將設(shè)計(jì)圖紙中需要的幾何信息轉(zhuǎn)換成KML或KMZ。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是通過這兩種方法制作的KML/KMZ格式文件攜帶的屬性信息有限(制作信息豐富的KMZ格式文件對(duì)專業(yè)軟件的使用有較高要求，圖元雜多也易造成App卡頓閃退)，在此不展開敘述。DXF格式也存在同樣的不足。烏東德水電站會(huì)理縣移民安置工程富樂九組安置點(diǎn)、大沙壩大橋及接線工程提取主要信息制作的KML/KMZ格式數(shù)據(jù)在手機(jī)地圖加加中的效果如圖2所示。

圖2 地圖加加KML/KMZ

1.2.2 SHP/TAB

SHP和TAB是通用性較強(qiáng)的GIS矢量數(shù)據(jù)格式，具有空間屬性信息是GIS數(shù)據(jù)最明顯的特征。用其在工程地圖數(shù)據(jù)中體現(xiàn)空間地理信息和工程建設(shè)關(guān)注的材料類型、工程投資、建設(shè)征地面積、用地性質(zhì)等屬性信息，SHP/TAB文件格式是目前部分互動(dòng)地圖應(yīng)用支持的較為理想的數(shù)據(jù)格式。其工程地圖數(shù)據(jù)制作的主要步驟為：提取需要的設(shè)計(jì)矢量數(shù)據(jù)(dgn/dwg等)→導(dǎo)入GIS類軟件構(gòu)成點(diǎn)、線、面→據(jù)實(shí)在GIS類軟件中賦投影坐標(biāo)→根據(jù)需要增加屬性字段并錄入屬性信息→將投影坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成WGS84地理坐標(biāo)系(根據(jù)GIS軟件內(nèi)置參數(shù)或已知公共點(diǎn)計(jì)算的轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換)→數(shù)據(jù)導(dǎo)出為SHP/TAB格式。

地圖加加App支持基于樣式、標(biāo)簽和自定義屬性創(chuàng)建特征類。特征類可以批量應(yīng)用到多個(gè)選中的地圖對(duì)象上，并且可以保存和導(dǎo)出。也支持通過條件樣式、文字表達(dá)式、腳本類型的自定義屬性等功能，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的樣式或?qū)傩灾怠?/p>

當(dāng)導(dǎo)入GIS文件，例如SHP、TAB等，App會(huì)自動(dòng)為每個(gè)導(dǎo)入的圖層創(chuàng)建一個(gè)特征類，或者自動(dòng)找一個(gè)名字匹配的特征類進(jìn)行關(guān)聯(lián)。導(dǎo)入完成后，GIS文件中的對(duì)象必然會(huì)有一個(gè)關(guān)聯(lián)的特征類。在地圖加加中結(jié)合其特征類功能設(shè)置好的馬鞍坪安置點(diǎn)及其點(diǎn)外供水線路SHP/TAB工程地圖顯示效果如圖3所示。

圖3 地圖加加SHP/TAB

水利水電工程地圖可根據(jù)工程實(shí)際需要制作多個(gè)圖層，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要選擇特定圖層的可見性或其在地圖上的可選性。筆者自定義的烏東德水電站會(huì)理縣移民安置工程地圖如圖4所示，其中分了鄉(xiāng)級(jí)行政區(qū)劃、建設(shè)征地范圍、道路邊線、供水管線、庫(kù)周交通、烏東德水電站會(huì)理淹沒處理線等圖層。

圖4 烏東德水電站會(huì)理縣移民安置工程地圖

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

在地圖加加App中完成了自定義地圖的準(zhǔn)備工作后，一幅針對(duì)烏東德水電站會(huì)理縣移民安置工程的個(gè)性化定制地圖也完成了。在工程現(xiàn)場(chǎng)查勘過程中，可結(jié)合地圖加加提供的各種強(qiáng)大功能完成導(dǎo)航規(guī)劃、位置實(shí)時(shí)定位、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集及編輯、管理等實(shí)際應(yīng)用。

2.1 導(dǎo)航規(guī)劃

目前，烏東德水電站會(huì)理縣移民安置工程有很多工程點(diǎn)位置比較偏僻，傳統(tǒng)的手機(jī)導(dǎo)航軟件無法規(guī)劃導(dǎo)航線路。利用地圖加加App的衛(wèi)片或航片底圖，內(nèi)業(yè)識(shí)別底圖上的道路，沿線創(chuàng)建好拐點(diǎn)后，利用地圖加加提供的制作導(dǎo)航線路功能，可以根據(jù)已建拐點(diǎn)創(chuàng)建好自己的導(dǎo)航線路。如此，工程的測(cè)量勘察等前序?qū)I(yè)可以在不用當(dāng)?shù)叵驅(qū)У那闆r下抵達(dá)工程現(xiàn)場(chǎng)，后序規(guī)劃設(shè)計(jì)等專業(yè)進(jìn)場(chǎng)時(shí)既可以利用前序?qū)I(yè)工作人員分享的已制作好的導(dǎo)航線路，也可以利用他們分享的GPS軌跡記錄進(jìn)行跟隨而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。地圖加加App導(dǎo)航的應(yīng)用可以較大的提高工作效率和降低外業(yè)成本。

2.2 位置定位

傳統(tǒng)水利水電工程現(xiàn)場(chǎng)查勘，對(duì)規(guī)劃建筑物的位置，在現(xiàn)場(chǎng)主要依據(jù)擬布設(shè)建筑物相對(duì)地形和地物的位置來判別，這對(duì)工程師的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)有較高要求；在建設(shè)征地實(shí)物調(diào)查中，建設(shè)征地范圍的判別，需要用專業(yè)測(cè)量?jī)x器來定位或測(cè)量人員事先做好界樁標(biāo)記。由于省略了測(cè)量人員的配合，地圖加加App的應(yīng)用可以有效提高現(xiàn)場(chǎng)查勘和建設(shè)征地實(shí)物初步調(diào)查的效率并節(jié)約外業(yè)人力成本。

地圖加加App獲取了當(dāng)前設(shè)備的位置系統(tǒng)服務(wù)后，結(jié)合工程自定義地圖可以很形象直觀地了解當(dāng)前所在位置和工程場(chǎng)地之間的空間位置關(guān)系(見圖5)。iPhone和3G/4G版的iPad內(nèi)置了GPS芯片，因此可在沒有任何外部信號(hào)源的情況下，依靠GPS衛(wèi)星獲取當(dāng)前位置；而Wi-Fi版本的iPad，沒有內(nèi)置GPS芯片，只能通過周圍的Wi-Fi熱點(diǎn)來定位；而沒有熱點(diǎn)的地區(qū)，是無法獲取當(dāng)前位置的[1]。

圖5 地圖加加GPS定位

2.3 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集

利用地圖加加的相機(jī)功能，我們可以采集工程現(xiàn)場(chǎng)照片，并顯示在拍照位置，并支持對(duì)照片進(jìn)行備注和HTML富文本描述；地圖加加也支持直接從iOS相冊(cè)讀取和顯示照片到地圖上。由于有自定義地圖作為參照，非常方便后期內(nèi)業(yè)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)照片的整理歸類。

地圖加加的編輯和測(cè)量功能可用于工程現(xiàn)場(chǎng)輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)、測(cè)量距離或面積等；導(dǎo)入地類圖斑并借助實(shí)時(shí)定位功能，可以實(shí)現(xiàn)建設(shè)征地地類圖斑的現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核修改，從而完成土地逐斑塊外業(yè)復(fù)核調(diào)查。在烏東德水電站會(huì)理縣移民安置工程實(shí)施階段使用的部分功能如圖6所示。

圖6 地圖加加的相機(jī)和測(cè)距功能

3 交流展示

3.1 數(shù)據(jù)分享

地圖加加支持通過Wi-Fi或者藍(lán)牙在不同設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)；支持將數(shù)據(jù)導(dǎo)出為KML、KMZ、GPX等文件格式，并將這些文件分享到iCloud、微博、Dropbox等第三方應(yīng)用、轉(zhuǎn)存到電腦或者發(fā)送為郵件附件；支持使用電腦或機(jī)頂盒上的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器對(duì)地圖加加數(shù)據(jù)進(jìn)行無線(Wi-Fi)查看、修改、導(dǎo)入和導(dǎo)出，還支持在瀏覽器中對(duì)同一個(gè)文件夾中的照片進(jìn)行全屏幻燈片播放[1]。

目前地圖加加只有iOS版，尚未開發(fā)PC版和Android版，要達(dá)到和iOS設(shè)備同樣效果的瀏覽展示可通過設(shè)備投屏或數(shù)據(jù)導(dǎo)出為KMZ文件后用谷歌地球(Google Earth)打開。

3.2 設(shè)備投屏展示

將iOS設(shè)備通過數(shù)據(jù)線和電腦連接，確保電腦和iOS設(shè)備在同一無線局域網(wǎng)下(無Wi-Fi也可將電腦連接到iOS設(shè)備個(gè)人熱點(diǎn))，通過iOS設(shè)備的屏幕鏡像和PC第三方軟件可以將地圖加加App屏幕實(shí)時(shí)傳輸?shù)诫娔X，再通過投影儀即可將iOS設(shè)備屏幕投影出來進(jìn)行交流展示(見圖7)。在條件允許的情況下，iOS設(shè)備也可直接同屏到電視等大屏設(shè)備。

圖7 地圖加加屏幕鏡像到電腦

3.3 谷歌地球展示

將所要交流展示的數(shù)據(jù)對(duì)象(包含現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù))由地圖加加App導(dǎo)出為KMZ格式文件并用谷歌地球打開，可以進(jìn)行更加形象立體的展示，也可通過KMZ文件傳輸共享實(shí)現(xiàn)異地交流。

地圖加加App可以支持所有的點(diǎn)、線、面和拍攝的照片(不支持離線地圖)等數(shù)據(jù)導(dǎo)出為KMZ文件[3]。導(dǎo)出烏東德水電站會(huì)理縣移民安置工程KMZ文件的富樂九組安置點(diǎn)在谷歌地球中的展示效果如圖8所示。點(diǎn)擊相關(guān)地理位置可以查看自定義地圖時(shí)攜帶的屬性信息或者現(xiàn)場(chǎng)采集的影像數(shù)據(jù)。

4 結(jié) 語(yǔ)

地圖加加App使用者通過對(duì)具體工程的自定義地圖，綜合運(yùn)用其實(shí)時(shí)定位、GIS文件編輯處理、測(cè)量工具、GPS軌跡記錄等功能可以非常方便地進(jìn)行導(dǎo)航規(guī)劃、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集等工作。地圖加加App產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也可以通過該App以多種數(shù)據(jù)格式導(dǎo)出并與其他軟件交互，具有很好的匯報(bào)、交流、展示效果。由于所需設(shè)備便攜，App功能齊備，能夠有效提高工程師的單兵作戰(zhàn)能力，從而提高團(tuán)隊(duì)工作效率并節(jié)約成本。

圖8 地圖加加導(dǎo)出KMZ在GE中展示