关于公路路线设计的一体化与可视化的相关思考

景强

【摘要】随着社会的快速发展和人们生活的逐渐进步，近年来人们对公路工程路线设计业提出了更高的要求，只有不断地融合新的设计理念，才能使公路路线设计的更加合理化、科学化。本文主要对公路路线设计的一体化和可视化进行了分析研究，希望能为我国的公路路线设计提供有益的建议。

【关键词】公路施工；路线设计；一体化；可视化

前言：随着网络信息技术的普及，计算机技术在公路施工中也得到了应用。在公路设计方面设计到了很多的内容需要计算机进行辅助，这对实现公路设计的一体化、可视化有着重要的意义。下面将对公路路线设计一体化与可视化的相关内容进行分析。

一、公路路线设计一体化与可视化发展趋势

传统的公路路线设计中，主要通过手工设计来实现，但手工设计中始终存在着一定的局限性。不仅无法进行平面、纵面和横面之间的兼顾，同时也无法更加精准的进行设计。公路路线设计是需要三维立体图像来辅助进行设计的，如果单纯的依靠手工设计，从一个方面来进行设计，那么就有可能对其他的两个方面造成影响。计算机的应用使得三维立体可视化成为了现实，通过三维立体可视化技术，可以让公路路线设计三个平面一起进行设计。技术人员只需要在设计过程中对具体的公路场景进行分析和观察即可。此外，在设计中设计人员可以将传统的设计方式和现代化的设计方式融为一体使公路设计更加专业化、准确化，实现公路设计一体化与可视化的最终发展目标。

二、三维一体化设计

（一）一体化设计环境的管理

在进行平、纵、横一体化设计中首先应创建一个一体化的设计平台，谈后在屏幕上开设多个窗口，分别用来显示设计的三个平面，而设计人员则可以根据自己的需要来随时更换三个页面，调整页面的大小和位置，三个页面之间既相互连接，同时又相互独立。关联是指三个窗口之间，对其中一个窗口进行调整的同时可以相应的在另外一个窗口中得到相应。而相互独立则是指每一个窗口内的设计图形和区域是独立的个体，不会因为对这个窗口中的图形进行操作而影响到其他窗口的图形。

（二）应用相应器和通知技术一体化设计

首先是交替设计，自由的切换任何一个窗口中的设计，例如在进行路线的平面设计过程中可以随时的切换到纵断面的窗口中来进行设计。这种设计方式比较适合道路路线设计的特点要求，在对一个面进行调整的同时，其他的面也要得到相应的调整，以此来保证设计的合理性。其次是关联设计。每一个可视窗口之间是相互联系的，在进行当中某一个窗口进行设计时能够同时兼顾其他的两个窗口。此外，还有信息查询。通过相关的图形实施显示和内容丰富的信息查询，可以及时的判断出每次操作的合理性，使设计方案更加具有针对性。

三、公路路线设计中的一体化设计

（一）数字地面模型设计和应用

数字地面模型在公路路线设计中的应用范围十分广泛，主要是通过数字形式来对地形的状况进行描述，可以通过建立坐标等形式来进行分析和研究。在计算机设计中可以将数字模型当做数据组合，当中的结构设计上有着一定的科学性，让后通过数据来看整个空间的分布状态，展现出比较真实的地形特征[1]。当前公路路线三维模型设计中，通常数字地面模型会根据相关的公路情况和实际要求等来进行最佳路线的选择，以此来提升公路的经济效益保障。

（二）数字地面模型的优势

利用数字地面模型可以更加真是的展现出地表的状况，同时当中包含了真实三维数据，设计人员并不需要到踏勘的现场去，就能够利用数学模型在计算机上进行模拟，从而完成公路设计路线的选择。除此之外，数字地面模型还可以提供进行任意的桩号或者平面坐标的高程插值。设计人员能够利用数字模型来获得桩号和坐标点的高程值来确定这个点的位置，最后通过插值计算来得到平面点在数学模型上的准确投影高程。

四、公路路线设计中的可视化技术

在公路路线设计中三维场景比较复杂，在设计中往往不能使用一种曲面就完成整体的模型，因此，可以使用分割和归并的方式来将公路的三维实体造型进行划分，成为景物实体和虚拟实体两个部分，然后进行可视化描述。具体的步骤如下：①计算拼合交线，将道路横断面的坡脚点前后连接起来，然后将桥梁和隧道等的起点、终点的地方封闭起来，从而成为多个封闭环。②在应用结束三角化算法将拼合交线嵌入到已经生成的数字地面模型中。③拼合交线所围成的区域当中植入一个程序，这个程序能够快速的侵蚀掉交线区域内的三角形[2]。此外，我们要将建立起来的模型进行裁剪和拼合，使之成为一个整体，最终形成模型。

五、三维模型可视化分析

在三维立体模型建立起来之后，并不能直接投入使用，而是应该根据实际的情况结合综合性的方法来对三维立体模型进行简化。因为现阶段的任何工作都在逐渐的简化，原本复杂的工作方式已经难以适应公路可视化设计出的发展，同时在具体的应用过程中也难以达到规定的标准。为了在设计中能实现最终的三维立体浏览，则需要在适当的时候采用减法的方式来简化模型，使模型更加利于计算和绘制，减少空间的存储量。细节层次技术主要是根据视觉特点来对工程设计范围内的景物来进行描述。对于上述的一些问题可以采取变折叠的简化算法，通过这种当时来进行计算将有很大的优势。不仅在精确度方面更高，同时能够有效的提升整体工作效率。首先，基础工作一直都是关键点，因此在地形的掌握和折叠集合方面一定要严格的遵照顺序来进行[3]。其次，在层次结构中，明确当前的技术网络。从这几点可以看出公路三维模型可视化的简化工作在实际操作中是比较困难的，不仅要按照规定的要求来做，同时还应对未来的发展有具体规划，避免对日后的工作造成阻碍。

在公路路线设计可视化工作中，还需要在动态可视方面做出努力，以此来带给操作人员更加逼真的感觉。图形绘制工作是衡量公路三维可视化设计中的重要标准之一，而要想實现动态显示一定要遵照动态原则。如果仅仅能在固定的时间内显示内容，那么说明可视化设计没有达到标准，同时也并不会对公路路线设计产生积极影响。

结语：公路路线设计的一体化和可视化是未来发展中的重要方向，这些技术的应用不仅能提升我国的建设实力，同时也能为我国的道路施工奠定稳定的基础。在现代化发展的背景下，人们逐渐的将科学技术应用到了各个领域，对我国经济发展带来了新的篇章。

参考文献：

[1]王海讯.关于发布《公路路线设计规范》的公告[J].城市道桥与防洪，2012，06（05）：44-46.

[2]王志刚.高等级公路路线设计与环境保护[J].交通节能与环保，2011，08（03）：52-56.

[3]周祖兰.山区公路路线设计要点探析[J].科技资讯，2011，07（06）：74-75.