基于地形的道路三维建模技术研究.pdf

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1、第6期矿山测量NO．62015年12月MINESURVEYINGDec．2015doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2015．06．021基于地形的道路三维建模技术研究杨建科(甘肃省誊础地理信息中心，兰州730000)摘要：文中开发了一个基于地形的道路建模系统，该系统根据道路设计矢量数据快速批量生成精细道路模型，方便修改变化部分模型，与地形场景贴合，并具有浏览、查询、量算等交互操作功能，最终实现了道路设计成果三维可视化。关键词：三雏可视化；道路设计；三维建模中图分类号：P209文献标识码：B

2、文章编号：1001—358X《2015)06—0068—02道路三维可视化技术是把道路设计过程和设计模型首尾相接而成，沿每段模型的中心点方向展开，结果数据转化成三维的图形、图像，放置在真实的三每段模型的水平坐标已知，但其与实际地形相接的姿维地形场景中，并可进行交互操作。道路三维可视态不确定，因而需计算出每段模型的中心点高程e、俯化，重点在于解决道路三维建模以及实现道路模型和仰角a、以及垂直地面的轴线偏转角b，如图1所示。三维真实地形场景无缝结合两方面问题。传统的道路建模方法主要是利用AutoCAD和3DMAX相结

3、合进行三维建模，其操作复杂、制作周期长、效率较低，需耗费大量的人力和时间，而且由于没有和真实的地形地表纹理信息结合，三维效果缺乏真实感，尤其是在地形起伏较大的山区，更是困难。针对上述问题，本文基于skyline软件平台开发了一套批量构建道路三维模型的子系统，该系统可将设计道路的矢量数据经过严格、细致的处理后，提取出道路设计相关参数，可批量生成全线道路精细三维模型，最后将模型集成图1每段模型参数到真实的三维地形场景中。2．1中心点高程e计算1算法原理如图2所示，第一步从图中量取高速公路设计纵根据道路实际宽度制作一段

4、精细道路三维模型，断线中变坡点A及低点B的高程值之差日；第二步在由于山区地形起伏大，可利用道路设计平面图、纵断量取高速公路设计纵断线中变坡点A及低点的桩面图和横断面图，按照实际地形将道路划分成多个等号之差Z；从A到曰共有n个模型，n=H／d(I't取整)，间距d(d为结合实际地形所取的实验值，本文中取d则第i个点的高程值e；为：ei=ei=8，)的小段，提取每小段线路的桩号数据、平面坐—l+i$(ei+1一ei一1)／(n一1)标，计算出每段模型的中心点高程e、相对于高程0点2．2俯仰角a计算的俯仰角a、垂直地面

5、的轴线偏转角b，然后按照计算各段模型的俯仰角为：的详细参数对每段三维模型进行位置、姿态调整，最a=arcsin(H／Z)终完成整条线路的三维模型建设。2．3垂直地面的轴线偏转角b计算计算第i个模型的偏转角b；需获取前一个模型2参数计算中心点坐标(一。，Y一)和后一个模型中心点坐标整条高速公路三维模型是由多段等间距d的小(⋯，Y⋯)，则第i个模型的偏转角b为：68