可视化与一体化技术在公路路线设计中的应用分析

刘宇

摘要：随着我国经济的发展交通运输行业也得到了相应的发展，并且和经济的发展之间存在着必然的联系，这一点在我们周围的公路建设中就可以体现出来，我们生活周围的公路路线和总长度正在逐步的增加之中，因此，随之而来的公路路线的设计问题就显得更加麻烦了。本文就围绕着公路路线的设计问题首先阐述了当前我国公路路线设计中可视化技术和一体化技术的应用现状，然后又详细的从一体化技术和可视化技术两个方面介绍了其在公路路线设计中的实际应用，最后提出了可视化和一体化技术在公路路线设计中的设计流程。

关键词：可视化；一体化；公路路线设计；应用

中图分类号： X734 文献标识码： A

科学技术的发展给我们各行各业都带来了极大的便利，这一点在公路建设施工中也不例外，尤其是在公路的路线设计中更是得到了高科技的大力支持，随着公路路线的增多，当前在我国进行公路路线的设计变得越来越麻烦了，这时采用一些高科技便能够起到很好的作用，尤其是随着可视化技术和一体化技术在公路线路设计中的运用使得我们在进行公路线路设计时更加的简便直接，并且效果也更好。

一、公路路线设计中可视化技术和一体化技术的应用现状

计算机技术的发展给公路建设提供了很多的便利，其中在公路路线设计上主要的应用技术就是可视化技术和一体化技术，这两种技术在我国公路路线设计中的应用也有了一段不短的历史，并且也取到了一定的经验，满足了公路路线设计越来越高的要求，解决了随着公路发展而出现的设计中的越来越多的问题。

具体而言，以一体化技术和可视化技术在公路路线设计中的应用为例，以往最开始我国设计人员在进行公路路线设计时还只是采取手工的方式进行，这种方式不仅仅考虑得不够全面，在整体的设计上也只是局限在了公路设计的平、纵、横三个方面中的一个方面，因此，当我们针对其中一个方面进行设计的过程中必然会忽视或者是影响到另外两个方面，这会给我们的整体设计带来极大的麻烦，不利于整体公路路线设计的顺利完成，而随着一体化技术的出现，我们便可以综合的进行考虑整个公路设计的平、纵、横三个方面，进行立体的公路路线设计，这在极大程度上提高了公路路线设计的水平；而随着一体化技术在公路路线设计中的应用，在实际的设计过程中还出现了一个很大的问题，如何在设计过程中综合考虑平、横、纵三方面的设计因素便给我们当前的技术带来了挑战，而这时可视化技术就很好地解决了这一难题，采用计算机技术中最先进的可视化技术便能够很好的处理我们在传统的设计中不能够同时处理的平、纵、横三方面同时考虑问题，并且在极大程度上增加了设计过程中的直观性和形象性，使得我们的设计结果更加的准确科学。

二、公路路线设计中的一体化设计及应用

公路路线设计中一体化技术的应用主要体现在数字地面模型一体化设计技术，即DTM的使用上，下面我就详细介绍数字地面模型一体化设计技术的主要应用特点和优势。

（一）数字地面模型（DTM）

数字地面模型（DTM）是当前在公路路线设计当中使用最为广泛的一种一体化技术，这一技术的发展当然离不开一些先进的计算机技术的支持，尤其是计算机技术中的三维立体技术的发展为数字地面模型（DTM）的应用打下了坚实的基础。数字地面模型（DTM）主要的作用原理顾名思义就是采用数字的方式来进行具体的公路路线设计，上文中提到在公路路线设计当中最为主要的就是综合考虑平、纵、横三个方面的情况，因此，在我们使用数字来表示公路路线设计过程时也必须用到三个变量来表示这三个方面，一般说来，都是采用数学三维立体坐标系中的x，y，z这三个符号来代替平、纵、横三个方向，然后采用固定的计算模型来进行公路路线的设计，我们都知道这是一个立体的模型，因此，其科学性和可靠性便得到了相应的提高。

(二)数字地面模型（DTM）在公路路线设计中的应用

在数字地面模型（DTM）当中我们主要使用到数字模型的地方有以下几个方面：（1）数字地面模型（DTM）的第一个主要用途就是在整体的公路路线的选择上，该模型可以采用三维立体的方式呈献给设计人员各种不同的公路路线，然后设计人员就可以根据提供的这些路线进行合理的选择，最终选择出更合适的一条初选路线；（2）选择好了最合适的一条初选路线后，我们再根据该模型呈现出来的各种立体空间指标进行深一步的优化设计，优化设计路线；（3）选择好了最佳的公路路线之后我们就可以采用CAD系统进行一些实际路线值的求取，尤其是地面线数据的获得更能够帮助我们事先进行公路线路纵、横断面设计，形成剖面图；（4）最后再结合这一三维模型进行相应的处理就能够最终得出便于我们实际观看的三维模型，作为施工的参考。

（三）数字地面模型（DTM）在公路路线设计中的优点

数字地面模型（DTM）在公路路线的设计上最大的优势主要体现在两点：（1）操作简便，和以往的设计人员必须进行现场勘察不同，采用数字地面模型（DTM）进行公路线路设计只需要在计算机网络上进行必要的操作就可以，免去了去现场进行定点勘查的麻烦，节省了大量的时间，减少了整个工程设计的劳动量，进而也从另一方面也就加快了工程的进度，加快了公路的建设；（2）在准确性上采用数字地面模型（DTM）也对于整个的公路线路设计有极大的帮助，尤其是这种模型处理的方式主要是在计算机上进行操作而不是现场施测这就避免了因为现场施测可能存在的一些测量误差，尤其是以前施工中常常会出现的防线测长误差等，并且由于多数的数据操作都是由计算机完成的，因此在计算的准确性上也有所提高。

三、公路路线设计中的可视化技术及应用

一般说来，数字地面模型（DTM）一体化技术在公路路线设计中的应用并不是单独进行的，很多情况下它都是和可视化技术结合在一起使用的，因为数字地面模型（DTM）所得出的结构模型在一般的平面处理上是无法完整体现的，只有在立体的三维可视化技术的帮助下才能够更好地呈现这一结构，也才能更好的帮助设计人员进行参考和优化。在公路路线设计过程中，可视化技术主要的应用步骤有以下四步：（1）第一步就是通过计算形成一个完整的道路横断面闭合环路；（2）采用Delaunay三角化算法进行拼合交线的计算，然后整合整个的地面模型，在采用该种Delaunay三角化算法进行计算还需要注意各个公路分段的计算情况，避免出现明显的失误；（3）采用我们事先设计好的程序进行地形的相关设计，这一步主要是利用上面计算好的一些参数进行地形的裁剪工作，最初形成一种较为简单的三角网模型，这一模型就是依据我们上面所采用的数字地面模型（DTM）所采用的平、纵、横设计完成的；（4）最后一步就是形成一个完整的公路路线模型，主要的工作就是把上一步中的一些零散的模型进行拼合。

四、公路路线设计流程

具体的公路路线设计一体化总体流程图如图 1 所示，者也是整个公路路线设计过程中采用一体化技术的主要工作过程：

除了一体化技术在公路路线设计中的主要工作流程图之外，主要的可视化技术，即道路三维渲染设计在公路线路设计中的应用也可以用下面的这一流程图来表示：

五、结束语

综上所述，随着当前我国公路线路设计的逐渐复杂化一些高新技术必须合理的应用到线路设计当中来，尤其是一体化技术和可视化技术的应用确实能够起到极大地帮助作用，值得我们在今后的工作中去推广。

参考文献

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[3]许娅娅,雒应.公路测设新技术[M].北京:人民交通出版社,2006年.