数字地面模型DTM和CAD技术在公路路线设计中的应用和发展

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1、2012年9月第9期城市道桥与防洪道路交通35数字地面模型DTM和CAD技术在公路路线设计中的应用和发展徐扬(贵州省公路勘察设计院，贵州铜仁554300)摘要：公路工程为带状构造物，其跨越地域广、穿越地形复杂，造成了公路选线设计任务量大，尤其是多方案比选的时候，现场定线从人力、物力、财力等方面都需要很大的投入。而数字地面模型和CAD技术为公路选线提供了一个方便快捷的手段，该文对数字地面模型DTM和CAD技术的应用现状进行了分析，并预见了其在公路选线领域的更多应用。关键词：数字地面模型；CAD技术；公路路线设计中图分类号：U412．3文献标识码：B文章

2、编号：1009—7716(2012)09-0035-03题图等多种图解产品。0前言有了三维数字地面模型I后，在外业勘测前，目前，随着科学技术的迅速发展，各种公路测可以先在三维数字地形图上建立沿公路走向的带设新技术在公路测设中的应用越来越普及。以状三角网数字地面模型，为公路设计自动提供纵、“3s”等高新技术为主体的野外勘测，以数字地面横断面地面线数据，然后对公路进行纸上定线、纵模型(DTM)为基础的内业数据处理，以公路计算断面设计和横断面设计。这样，可以克服传统设计机辅助设计(CAD)为核心的覆盖公路测设全过程方法中存在的缺点，达到准确合理又省时省力的

3、的设计一体化集成技术，代表了公路测设自动化目的。的发展方向，成为现代公路测设新技术的重要标1．1数字地面模型在道路设计中的实际应用志。同时，在各相关学科之间相互交叉和渗透、相在数字地面模型中，可以充分运用其数字化的互影响和促进中，也使公路测设技术得到了迅速特点，做到以下几点：的发展。本文根据现有研究成果和使用案例，介绍(1)在三维立体地面数字模型中，进行公路线数字地面模型DTM和CAD技术在公路路线设计形的选定。三维立体数字地面模型能够给设计者中的应用。提供所有可能的路线走廊，供设计者初定所有的可能路线。1数字地面模型DTM在公路测设中的应(2)在数

4、字地面模型的基础上，比较初定的平用和发展面线形，进行路线平面的空问优化，确定最佳路线随着现代科技的发展，公路设计手段的提高，位置的方案。特别是三维数字地形图和三维数字地面模型在公(3)通过CAD系统提供的路线平面逐桩坐标，路中的广泛应用，为设计工作实现野外实测与公在数字地面模型上插值出路线的纵、横断面地面路设计一体化提供了有利条件，也为设计者在外线，利用插值得到的地面线进行纵、横断面设计生业勘测前对路线设计意图的总体把握提供了方成路线的纵、横断面图。便。(4)将设计好的路线或立交三维模型与路线数数字地面模型DTM(DigitalTerrainMode

5、ls)．字地形三维模型叠加处理，消影，然后经过渲染和是地形起伏的数字表达，由对地形表面取样所得动画，可以得到整个路线或立交方案的三维真实到的一组点X，Y，Z坐标数据和一套对地面提供连模型。生成地面模型和路线三维真实模型后，设计续描述的算法组成。简单地说，数字地面模型是按人员可以用AutoCAD的命令从任意的角度来浏览一定结构组织在一起的数据组，它代表着地形特观察公路建成的景观。也可以从行车时驾驶员的征的空间分布。数字地面模型是建立地形数据库角度观察公路，从而检查模拟运行的公路设计是的基本数据，可以用来制作等高线图、坡度图、专否合理，视距等条件是否满足

6、安全要求等。1．2三维数字地面模型的优势收稿日期：2012—06—14三维数字地面模型应用于模拟地形表面，便于作者简介：徐扬(1987一)，男，土家族，贵州印江人，助理工程师，市政道路分院设计室主任，从事城市道路勘察设计工作。存储、更新、传播和计算机自动处理，特别适合于36道路交通城市道桥与防洪2012年9月第9期各种定量分析与三维建模，是公路工程勘察设计部分，它为道路的设计提供必要的基础资料。随着自动化、三维化、可视化不可缺少的工具，是实施测绘技术的发展，道路的勘测手段也发生了根本路线三维空间设计和进行全方位优化设计的前提性的变化，从经纬仪偏角法，

7、到全站仪极坐标法，条件。由于DTM可是实现对数字地面模型进行各到全球定位系统GPS技术的应用，自动化程度越种计算和分析，在公路设计中与传统设计方法比来越高，速度越来越快。特别是GPS技术，在路线较，DTM作为地表信息的一种数字表达形式有着测量中采用分级布网方式和静态相对定位观测可无可比拟的优越性。以实现精确的数据处理。利用实时动态模式进行数字地面模型真实地模拟了地形表面，包含有中桩放样，同时应用于路线横断面测量，大大提高三维真实坐标数据，因此设计人员可以不用到现场了横断面测量效率和测量精度，大规模快速地向踏勘便可利用数模在计算机上完成公路的选线。公路

8、CAD系统提供基础数据和三维地形基础信进行任意桩号或已知平面坐标点的高程插息数据。值。在数模边界内可以获得任