铁路GSMR无线通信系统数字地图的开发与制作

铁路GSMR无线通信系统数字地图的开发与制作 ( ) 文章编号 : 1672 7479 2009 06 0039 04 铁路R 无线通信系统数字地图的开发与制作GS M 颜菁 () 中铁第四勘察 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 院集团有限公司 , 湖北武汉 430063 To D evelop and D raw D ig ita l M aps of Ra ilway GSM 2R Rad io Comm un ica tion System Yan J ing ( 摘要 介绍铁路 GSM R 无线通信系统数字地图的四类数据类型 数字高程模型、地面覆盖模 ) 型 、线状地物模型 、文字注记 的制作过程及技术规范 ,说明三维数字地图的开发制作在铁路通信规划 中的特殊性和重要性。 关键词GSM R 数字地图 数字高程模型地面覆盖模型 线状地物模型 中图分类号 : P208文献 标识 采样口标识规范化 下载危险废物标识 下载医疗器械外包装标识图下载科目一标识图大全免费下载产品包装标识下载 码 : B GSM R 系统是国际铁路联盟推荐采用的新一代根据铁路周边的环境特点和无线通信规划的要求 ,铁 路用数字地图主要采用 20 m 精度的地理数据。其内 ,中国铁道部也确定采用这一铁路数字移动通信系统 容主要包括以下四类基础数据 。 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 来搭建铁路通信信号移动承载平台 ,京津、武广、 郑西等各客运专线工程中都建设有这一专用移动通信 ( ) 111 数字高程模型 H E IGH TS /D EM 数据 是依照国家基本比例尺地形图、按规定分辨率等 系统 。在移动通信工程设计中 ,利用三维数字地图结 间距表示的地面高程数据 ,采用栅格数据结构。该模 合无线规划软件进行无线网络覆盖和频率的仿真规划 型用于描述该区域的基本地形情况 ,直接参与无线传 在通信行业中已普遍采用 ,目前这一设计手段也应用 播模型的计算。D EM 数据是按 20 m 采样间隔等间距 于铁路 GSM R 系统的工程设计中。为了满足铁路工 表示的地面高程数据。铁路范围区域以建成后的铁路 程的需要 ,铁路无线通信规划用的三维数字地图有其面的高程计 ;非铁路范围区域以实际地面高程计。 行业应用的特殊性 ,值得我们进行研究和分析 。( ) 112 地面覆盖模型 CLU TTER /DOM 数据 用于描述该区域的面状地面地物覆盖情况 ,如森 1 铁路 G SMR 系统数字地图的数据内容林、湖泊、开阔地 、市区等 ,是按规定分辨率等间距表示 的地面覆盖类型 ,采用栅格数据结构 。该数据在计算 数字地图是以数字形式存储的地图 ,有二维和三无线传播路径损耗时使用 。DOM 数据采样间隔为 20 维数字地图之分 。在无线通信系统的网络规划中 ,主 ( ) ( )m 1 个像元 ,大于 5 ×5 个像元的地物即应独立表 要是将三维数字地图所提供的高程、地形、地貌等地理 示 ,当建筑物和周围物体的高差大于 30 m 时 ,无论占 信息 ,加载在无线规划软件中进行网络的规划和优化。 (像元数多少 ,均应作为一个独立图斑表示 属性为高 ) 层建筑群 。 收稿日期 : 2009 211 203 ( ) 作者简介 : 颜 菁 1975 —,女 , 1996 年毕业于中国地质大学计算机制 图专业 ,工程师。 2 [ 3 ] Tou tin T. , R eview Pap er: Geom e tric p roce ssing of remo te sen sing im 参 考 文 献age s: mode ls, algo rithm s and m e thod s, 2004 , h ttp: ?www. cc rs. n r2 [ 1 ] 刘 军 ,张永生 ,范永弘. 基于通用成像几何模型 —有理函数模型 ( ) 的摄影测量定位方法 [ J ]. 测绘通报 , 2003 4 : 10 13 can. gc. cacc rsrd / sci_p ub / b ibp df / 13288. p df [ 4 ] Tao C. V. , H u Y. , A Comp rehen sive Study of the R a tiona l Func tion ( ) [ 2 ] O GC Op enG IS Con so rtium . The Op enG IS A b strac t Sp ec ifica tion, Mode l fo r Pho togramm e tric P roce ssing. Pho togramm e tric Enginee ring 1999 , - Top ic 7: The Ea rth Im agery Ca se, h ttp: ?www. op engis. ( ) & R emo te Sen sing, 2001 , 67 12 : 1347 1357 o rg / p ub lic / ab strac t /99 - 107. p df ()113 线状地物模型 V ECTOR /LDM 数据 用于描述该区域线状地物情况 , 如铁路、高速公 路、河流等 ,是以弧段坐标表示的线状地物平面位置 , 采用矢量数据结构 。该模型描述线状地物的平面分布 与空间关系。 ( ) 114 文字注记 Text数据 。 ( )文字注记 Text数据 用文本格式 ,主要记录各主 要线状 、面状及点状地物的名称。它包括每座桥梁、路 图 2 D EM 数据制作流程 图 3 DOM 数据制作流堑和隧道的起止点 ,以及火车站、铁路建筑物的中心点 并加注铁路里程标 ,整个铁路线每百米加注铁路的公 ()213 LDM V ec to r数据 LDM 数据是目前移动通信网络建设路测所 里标 。 的专 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 电子地图 ,卫星像片资料是其主要的生产 源。LDM 数据生产过程是利用已知控制点对卫 2 数字地图的制作过程 像进行几何纠正 ,接着进行影像拼接镶嵌处理 ,再 三维数字地图在制作中可使用 ARC / IN FO、MA P2 屏幕数字化跟踪采集线状地理要素 ,最后经过人 IN FO、E rda s、PC I等权威的 G IS和图象处理软件 ,也可 据编辑与整理完成 LDM 数据的生产 ,其生产作业 利用自己开发的专业处理软件 ,按图 1 所示的流程开 如图 4所示。 展制作工作。 214 TXT数据 TXT数据需要利用航摄资料、卫星影像、铁路 图作为基本数据源 ,通过对重要地物位置信息进 量化采集 ,添加标注文本属性信息 ,再利用工具软 行文本格式转换处理来完成其生产制作 ,其生产 流程如图 5 所示 。 图 1 数字地图的制作流程 ( )211 D EM H e igh ts数据 D EM 数据其主要的数据源是基础地形图。D EM 数据生产过程是将地形图进行扫描栅格化并进行图纸 图 4 LDM 数据制作流程图 5 TXT数据制作流变形纠正 ,采用已知控制点对扫描影像进行配准 ,通过 屏幕矢量化跟踪采集等高线要素 ,之后进行手工编辑 铁路数字地图制作过程中需要铁路部门提供 平纵断面图 ,以便对铁路的桥梁、隧道、路堑以及 与高程赋值 ,最后通过高程内插计算实现 D EM 数据的 周边的各种构筑物进行标识 ,并根据无线规划的 生产制作 ,其生产作业流程如图 2所示。 对与铁路相关的数据进行处理 。 ( ) 212 DOM C lu tte r数据 DOM 数据具有信息丰富、直观真实等特点 , 卫星 () 像片 ALO S、SPO T、P5 影像、TM 影像等 是其主要的 3 铁路 G SMR 系统数字地图的技术规数据源 。DOM 数据生产过程是利用已知控制点对卫 铁路三维数字地图的最终数据是加载到无线星影像进行几何纠正 ,然后将已纠正好的卫星影像进 软件中去进行 GSM R 网络的仿真模拟以辅助设行影像拼接镶嵌处理 ,最后通过影像融合操作处理以 及卫星遥感影像分类解译 , 完成 DOM 数据的生产过 其具体的数据格式要满足规划软件的输入要求 ,程 ,其生产作业流程如图 3所示。 使用较多的是 A ircom 公司的 A sse t规划软件。根 路 GSM R 系统的规划要求 ,制定出下列数字地 术规范 。, DOM 数据分为以下的影响以及对铁路设施覆盖范围 ( )311 数字高程模型 H E IGH TS数据 23 种基本覆盖类型 。 H e igh ts数据是用按 20 m 分辨率等间距表示的数 () 市内陆水域 W a te r: 包括河流、人工运河、淡水 字地面高程数据 ,采用栅格数据结构 ,以数字形式描述 湖、水库、水池及河口等水系 ; 被覆盖区域内地貌形态的空间分布状况 ; 栅格像元对 ( ) 海洋 Sea:包括海洋 、海湾 、海港 、咸水湖等 ;( ) 应地面范围是 20 m ×20 m。数字高程模型 H e igh ts () 湿地 W e t_L and:为水面与植被混杂覆盖的区域 , 数据应满足以下要求。 ( )1 铁路范围区域以建成后的铁路面的高程计 ; 包括季节性河流与湖泊、沼泽地、水稻田、池塘与滩涂等 区域 ;包括水域周围大面积的芦苇等有植被覆盖区 ; 非铁路范围区域以实际地面高程计。 ( )2 格网间距 : 20 m; ( ) 乡村开阔地 SubU rban _Op enA rea : 为植被稀少 ( )3 数据源 : 1 ?5万地形图及其相关现势资料 ;或荒芜的土地 ,包括盐碱地、盐场 、海漫滩与露天矿等 ( )4 数学基础 : 采用高斯 - 克吕格投影 , 按 6 ?分 区域 ; 带 ,平面坐标系统采用“1980 年西安坐标系 ”,高程系 () 市区开阔地 U rban _Op enA rea : 为市区范围内地 统采用“1985年国家高程基准 ”;表无建筑的开阔区域 ,包括大型广场 、大型停车场、20 ( )5 数据内容 :规则格网点上的高程数值集 ;m 以上的宽阔公路 、铁路 、飞机场内的开阔地等 ; ( )6 数据格式 : 采用国际上通用的栅格数据记录 ( ) ( 绿地 Green_L and: 为低矮混杂植被 如农作物、 格式 B IL ,以 16位整型数记录 D EM 栅格数据 ,数据点 ) 杂草及灌木丛等 所覆盖的区域 ,包括农田、草地公园 排列顺序为由西向东 ,由北向南 ;采用通用的 B IL 参数 及高尔夫球场等 ; 文件记录有关的地理坐标信息 ; ( ) 林地 Fo re st:为各种林木覆盖的区域 ;( )7 有效数据范围 : 按指定城市区域采集并提供 ( ) 高层建 筑群 H igh _B u ild ings: 40 m 以上 的 建 拼接完整的 D EM 数据块 ;无数据区域以 - 9999 赋值。 筑物 ; ( ) 312 地面覆盖模型 CLU TTER 数据 () 一般规则建筑群 O rd ina ry_R egu la r_B u ild ings:高 CLU TTER 数据是按 20 m 分辨率等间距表示的数 度在 20,40 m 的普通楼群 ; 字地面覆盖数据 ,采用栅格数据结构 ,以数字形式描述 ( ) 平行规则建筑群 Pa ra lle _R egu la r_B u ild ings: 高 了被覆盖区域内地表覆盖类型的空间分布状况 ,应满 度在 20 m 以下的普通楼群 ; 足以下要求。 ( 大基底 、不 规 则 低 矮 建 筑 群 Irregu la r _ L a rge _( )1 采样间隔 : 20 m; ) B u ild ings:高度在 20 m 以下 , 基底面积大于 20 m ×( )2 数学基础 : 采用高斯 - 克吕格投影 , 按 6 ?分 40 m; 带 ,平面坐标系统采用“1980 年西安坐标系 ”,高程系 ( ) 不规则低矮建筑群 Irregu la r_B u ild ings: 高度在 统采用“1985年国家高程基准 ”; 20 m 以下 ,基底面积小于 20 m ×40 m;( )3 数据格式 : 采用国际上通用的栅格数据记录 ( ) 郊区村庄 SubU rban_V illage:为郊区农民相对集 格式 B IL ,以 16位整型数记录 DOM 数据 ,数据点排列 (中居住且有 2 车道通行的自然村落 其地表建筑物密 顺序为由西向东 ,由北向南 ;采用通用的 B IL 参数文件 ) 度较低 ;记录有关的地理坐标信息 ; ( 铁路设施中高层建筑群 R a ilway _ H igh _B u ild2( )4 数据源 :采用 SPO T、IR S等分辨率不低于 5 m、 ) ings:铁路设施中 40 m 以上的建筑物 ;现势性不低于 3个月的资料 。在卫星资料无法满足要 ( 铁路设施中一般规则建筑群 R a ilway _O rd ina ry _ 求时 ,可用时相相对较老的卫星资料解译 ,并采用野外 ) R egu la r_B u ild ings:铁路设施中高度在 20 ,40 m 的普 作业方式保证数据的现势性 。 ( )通楼群 ;5 有效数据范围 : 按指定区域采集并提供拼接 ( 铁路设施中平行规则建筑群 R a ilway _ Pa ra lle _ 完整的 DOM 数据块 ;无数据区域以 - 9 999赋值 ; ) ( )( ) R egu la r_B u ild ings:铁路设施中高度在 20 m 以下的普 6 大于 5 ×5 个像元的地物即应独立表示。当 通楼群 ; 建筑物和周围物体的高差大于 30 m 时 ,无论占像元数 ( 多少 ,均应作为一个独立图斑表示 。 铁路设施中大基底、不规则低矮建筑群 R a ilway_( ) ) Irregu la r_L a rge_B u ild ings:铁路设施中高度在 20 m 以 7 根据无线电波传播过程中各种地面覆盖类型 下 ,基底面积大于 20 m ×40 m; ( 铁路设施中不规则低矮建筑群 R a ilway_ Irregu la r ) _B u ild ings:铁路设施中高度在 20 m 以下 , 基底面积的名称 。采用矢量数据结构 。它主要包括以下主 小于 20 m ×40 m;种地物标注 ,每座桥梁 、路堑和隧道的起止点以及 ( ) 铁路中的桥梁 R a ilway_V iaduc t: 铁路中的桥梁 站、铁路建筑物的中心点或加注铁路里程标 ,整个 所覆盖的区域 ; 线每 100 m 加注铁路的公里标 。 ( ) 铁路中的路基 R a ilway_Subgrade:铁路中的路基 行政驻地 :镇级别以上驻地的名称 ;所覆盖的区域 ; 里程标 :整个铁路线每 500 m 加注铁路的公里 ( ) 铁路中的路堑 R a ilway_ Th rough _Cu t: 铁路中的 火车站 :铁路沿线各铁路站点的名称 ;路堑所覆盖的区域 ; 桥梁 : 铁路中的桥梁名称 ,桥梁起始端分别命 ( ) 铁路中的隧道 R a ilway _ Tunne l: 铁路中的隧道 以北到南为下行 ,南到北为上行 ,桥梁北端为下 , 所覆盖的区域 ;南端为上 ,如 AA 大桥南北端分别命名为 : AA 大 ( ) 禁止区 Exc lu sion_A rea:禁止进入地方与禁止架 上与 AA 大桥上 ; 高设施的区域 ,如飞机场等。 路堑 : 铁路中的路堑名称 ,路堑起始端分别命 () 以北到南为下行 ,南到北为上行 ,路堑北端为下 ,313 线状地物模型 V ECTOR 数据 V ECTOR 数据用矢量形式描述线状地物的平面分 南端为上 ,如 AA 路堑南北端分别命名为 : AA 路 布与空间关系 ,数据格式按 MO SS格式记录 。为了满 与 AA 路堑上 ; 足未来地理系统开发的需要 ,同时需提供 SHA PE格式 隧道 : 铁路中的隧道名称 ,隧道起始端分别命数据 。它包括以下几种线状地物类型。 以北到南为下行 ,南到北为上行 ,隧道北端为下 ,( ) 高速公路 Exp re ssway: 为道路宽度超过 40 m 的 南端为上 ,如 AA 隧道南北端分别命名为 : AA 隧 高等级公路 ; 与 AA 路堑上 ; ( ) 国道线 Groad:为国家命名的干线公路 ; 建筑物 :铁路中的铁路设施中建筑物名称 ;() 主要道路 M road : 城镇以外各方向上有两个以 高速公路 ; 上的通路 ; 国道线 ; 主 ( ) 一般道路 Road:城镇以外的一般通路 ;要道路 ; 一 般道路 ; 主() 主要街道 M stree t: 城镇内 , 各方向上有两个以 要街道 ; 一上的通路 ; 般街道 ; 铁 路 ; ( ) 一般街道 Stree t: 城镇内 ,道路宽度超过的8 m 河流、水库、湖泊 ; 主要 通路 ; 建筑、标志性建筑 ; 主要() 高架桥、轻轨 O road : 城市高架路和轻轨等离地 企事业单位。 交通道路 ; ( ) 铁路 R a ilway:既有铁路线 ; 315 地理数据的数据精度 ( ) 铁路 PDL :新建铁路线 ;D EM 数据平面精度为 ?20 m ,高程精度的最 () 联络线 L ink line : 新建铁路与既有铁路间的联 差 :市区为 ?5 m、山区为 ?20 m;中误差 :市区为 络线 ; m、山区为 ?10 m; () 桥梁 V iaduc t:铁路上的桥梁 ; ( ) 路基 Excava tion:铁路上的路基 ; CLU TTER 数据的分类准确率应大于 85 % 、( ) 路堑 Th rough_Cu t:铁路上的路堑 ; 分量精度为 ?20 m;( ) 隧道 Tunne l:铁路上的隧道 ; V ECTOR 数据的平面分量精度为 ?20 m;() 其他走行线 O the rs: 铁路上除正线外从正线到 图层配准精度 : < 20 m。动车段 、动车运用所、维修检修基地的动车走行线等 ; ( ) 水系边界线 R ive r:河流、湖泊、水库及其岸线 ; 4 铁路 G SMR 系统用数字地图的特殊 ( ) 海岸线 Coa stline:海岸界线 ; () 行政边界 Bounda ry:县级区域以上行政界线 。 铁路 GSM R 系统所使用的三维仿真数字地 ( )314 重要地物文字标注 TEXT数据 以下几个区别于常规数字地图的特殊性 ,应值得 TEXT数据主要记录主要线状、面状及点状地物特别关注。 ( ) 文章编号 : 1672 7479 2009 06 0043 03 Goo g l e Ea rt h 在铁路勘测设计中的应用 12 叶丰明韩正梅 ( )11中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院 , 河南郑州 450052; 21郑州大学 , 河南郑州 450001 Applica tion of Google Earth in Ra ilway Survey and D esign Ye Fengm ing H an Zhengm e i 摘 要 基于 Google Ea rth免费提供高质量全球 G IS数据源的特点 ,我国的铁路勘测者也越来越多的参与和研究 Google Ea rth在本领域的应用。实践证明 , Google Ea rth以其优秀的 G IS服务以及其他与 之相关的交互技术、交互软件 ,可以在线路勘测的各个阶段为用户提供方便快捷的应用。介绍了 Google Ea rth在铁路辅助选线 、测量控制网设计 、辅助测绘和线路 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 演示等方面的应用情况。 关键词 铁路勘测设计Google Ea rth G IS Google Ske tchUp 中图分类号 : P22814; P208 B 文献标识码 : 铁路设计过程中 ,勘测的首要任务是搜集项目涉 及区域范围的详尽测绘资料 。而一般从测绘部门收集 收稿日期 : 2009 209 230 ( ) 第一作者简介 :叶丰明 1984 —,男 , 2005 年毕业于解放军信息工程大 的地形图等资料 ,大多为 10 多年前的产品 ,与现状有 学测绘工程专业 ,助理工程师。 线规划软件很好地结合。411 数据呈带状分布 415 铁路线路太长或数据量太大 数据要以规划的铁路基准线为中心线 ,制定一个 由于铁路数据是带状分布 ,这样产生的栅格数据 4 km 或其他宽度的缓冲区 ,以这一缓冲区为数字地图 ()D EM 和 DOM 就会非常大 , 有时制作软件也无法完 数据的制作范围 ,所有落入这一范围内的地理信息都 全装入 ,此时可以考虑分段生产 ,在相邻段之间考虑一 将被采集。因此无论生产好的栅格数据 ,或者矢量数 定的重叠度。 据都将成带状分布 。 412 铁路轨面 D EM 的生产 5 结束语通过铁路部门所提供的铁路纵断面的数据 ,将铁 路轨面的高程全部采集下来 ,转换到平方坐标系中去 , 数字地图可以提供较为准确的地形数据 ,便于更 然后生成轨面的一个数字高程模型 ,再通过栅格运算 , 精确地进行铁路 GSM R 系统的网络设计。该数字地 将这一高程数据叠加到地形的高程数据中去。 图虽然在通信行业已普遍采用 ,但在铁路行业使用还413 铁路其他相关数据的采集 刚刚起步 ,并有其自身的特殊性 ,值得我们去关注和研 与铁路相关的数据必须严格采集下来 ,如铁路高架 究 ,如在数字地图的制作和使用过程中需要严格执行 桥 ,路堑 ,隧道 ,联接线等。同时在 C lu tte r地物分类中 , 也要将与铁路建筑相关的地物按标准进行分类采集。 相关保密措施、在前期工作时数字地图需要根据铁路 414 坐标系的转换 线路的调整及时更新 ,由于卫星数据和铁路勘察地理 数据的精度不一致 ,在路堑地段和交越高架桥地段此 铁路部门所提供的线路平面图设计图数据采用的 地图的准确性应值得特别关注 。是我国地图常用的坐标系统 ,如北京 54 或西安 80 ,有 参 考 文 献 时是 地 方 坐 标 系 或 者 独 立 坐 标 系 。因 此 , 如 果 按 [ 1 ] 王 芳. 数字地图和规划软件在 GSM R 网络规划及优化中的应W GS84坐标系生成与 GPS相匹配数据 ,应该进行相应 ( ) 用 [ J ]. 铁路通信信号工程技术 , 2005 1 坐标系的纠正和转换。这样在数据的使用中才能和无 王 丹. 青藏铁路 GSM —R 数字移动通信系统无线网络规划 [ J ]. [ 2 ] ( )移动通信 , 2007 8