公路路線設(shè)計(jì)的一體化與可視化

【摘要】隨著近年來時(shí)代的快速發(fā)展，目前人們對(duì)公路路線設(shè)計(jì)工作的重視程度越來越高，越來越多的設(shè)計(jì)理念被引入到公路路線設(shè)計(jì)之中，大大提升了公路路線設(shè)計(jì)的合理性。但是縱觀當(dāng)前我國公路路線設(shè)計(jì)的具體情況，由于多種因素的影響，公路路線設(shè)計(jì)內(nèi)容非常復(fù)雜，這種情況下使得人們在設(shè)計(jì)工作中需要面臨很多問題，為此將一體化與可視化理念應(yīng)用于公路路線設(shè)計(jì)中很有必要。

【關(guān)鍵詞】 公路；路線設(shè)計(jì)；一體化；可視化

一直以來交通都是我國重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域，很多方面在交通建設(shè)上均做出了相應(yīng)的努力。在公路工程建設(shè)過程中，公路路線設(shè)計(jì)起到了非常重要的作用，不僅與公路事業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行直接相關(guān)，同時(shí)還關(guān)系到公路工程成本控制及安全性。因此，我們在公路路線設(shè)計(jì)過程中，必須及時(shí)將先進(jìn)科學(xué)技術(shù)及設(shè)計(jì)理念引入其中，以有效解決人們在實(shí)際工作中遇到的問題，為公路路線設(shè)計(jì)合理性提供保障。一體化、可視化技術(shù)的運(yùn)用，可以確保公路路線設(shè)計(jì)方案的合理性，充分滿足公路工程設(shè)計(jì)的有關(guān)要求。

1、公路路線設(shè)計(jì)一體化、可視化概述

傳統(tǒng)公路路線設(shè)計(jì)中，通常會(huì)利用手工設(shè)計(jì)的方式，但是這種設(shè)計(jì)方式經(jīng)過多年來的實(shí)踐證實(shí)存在一定局限性，無法做到同時(shí)兼顧平面、橫面與縱面，若始終單純從一方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，勢必會(huì)影響其他兩個(gè)方面，隨著近年來科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，三維立體的設(shè)計(jì)理念開始引入到公路設(shè)計(jì)領(lǐng)域中。在該問題的分析及探討過程中，應(yīng)用三維立體可視化技術(shù)可以有效解決這些問題，從三個(gè)平面上展開設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員深入觀察公路具體場景，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)融合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念與現(xiàn)在的設(shè)計(jì)方法，并將三維可視化技術(shù)融入其中，決策者、設(shè)計(jì)者應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)方案展開優(yōu)選，并綜合考慮到環(huán)境因素，對(duì)于當(dāng)前公路設(shè)計(jì)人員來說，公路路線設(shè)計(jì)一體化及可視化是其追求的最終目標(biāo)。

2、公路路線設(shè)計(jì)一體化設(shè)計(jì)及運(yùn)用

2.1數(shù)字地面模型

現(xiàn)在人們在公路路線設(shè)計(jì)中，為了能夠提升設(shè)計(jì)水平，往往會(huì)將計(jì)算機(jī)技術(shù)融入到設(shè)計(jì)工作中，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)展開三維數(shù)字模型設(shè)計(jì)，這就為我國公路事業(yè)發(fā)展奠定了良好條件。公路路線設(shè)計(jì)過程中，一體化設(shè)計(jì)的內(nèi)容很早就已經(jīng)應(yīng)用進(jìn)來了，例如數(shù)字地面模型就是最常用的設(shè)計(jì)模型，該模型在實(shí)際應(yīng)用中主要利用計(jì)算機(jī)數(shù)字來描述公路地形的具體情況，建立x、y、z軸數(shù)據(jù)軸，將相關(guān)數(shù)據(jù)信息收進(jìn)公路路線設(shè)計(jì)之中，設(shè)計(jì)出有效的設(shè)計(jì)方案來，這種設(shè)計(jì)方式不僅可以滿足公路路線一體化設(shè)計(jì)需求，同時(shí)還能充分體現(xiàn)出現(xiàn)代化公路路線設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)。

2.2數(shù)字地面模型一體化運(yùn)用

在三維模型設(shè)計(jì)中，對(duì)數(shù)字地面模型一體化設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用，有利于更好的選定公路路線，一般來說應(yīng)用一體化設(shè)計(jì)技術(shù)，主要是按照公路工程的具體情況，合理選取比較好的路線，這樣可以有效確保公路工程的效益。在初定路線的過程中，人們都是在數(shù)字地面模型的基礎(chǔ)上優(yōu)化路線平面設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，從而為公路路線設(shè)計(jì)質(zhì)量提供保證?，F(xiàn)階段在實(shí)際應(yīng)用數(shù)字地面模型的過程中，人們已經(jīng)基于路線平面坐標(biāo)有了相應(yīng)了解，并將CAD系統(tǒng)應(yīng)用于其中，這樣人們就可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)逐步優(yōu)化，這樣不僅可以確保工程質(zhì)量，同時(shí)還能有效提高一體化設(shè)計(jì)的應(yīng)用效果。應(yīng)用三維模型進(jìn)行路線設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)，這樣可以進(jìn)一步提升路線三維模型設(shè)計(jì)的真實(shí)性。

2.3數(shù)字地面模式應(yīng)用于公路路線設(shè)計(jì)的優(yōu)勢

應(yīng)用數(shù)字地面模型可以真實(shí)的展現(xiàn)出當(dāng)?shù)氐牡貏?、地面基本情況，在公路路線設(shè)計(jì)工作中融入三維坐標(biāo)，不僅可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場情況的模擬，同時(shí)還能依靠數(shù)學(xué)模型逐步完善、優(yōu)化路線設(shè)計(jì)工作，這樣一來就大大提升了公路路線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的可靠性。應(yīng)用該模型還能優(yōu)化坐標(biāo)插值功能，設(shè)計(jì)人員、操作人員可以輕松的選取坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)值，同時(shí)進(jìn)行相關(guān)程序搜索、判斷平面坐標(biāo)，最終找到準(zhǔn)確數(shù)值。此外，設(shè)計(jì)人員應(yīng)用數(shù)學(xué)模型更加方便，不再需要到現(xiàn)場進(jìn)行打中樁、放線及橫斷面測量等工作即可得到地面線數(shù)據(jù)，這樣一來可以有效節(jié)省外業(yè)測量中耗費(fèi)的大量人力、物力資源，從而有效提升勘察設(shè)計(jì)效率與作業(yè)精度。此外，數(shù)字地面模式的應(yīng)用還大大提升了大范圍公路陸先生合計(jì)方案選取、優(yōu)化的可能性。

公路路線設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用一體化技術(shù)，不僅可以為公路路線設(shè)計(jì)工作提供重要的輔助性工作，同時(shí)設(shè)計(jì)與建設(shè)資料的統(tǒng)計(jì)及整理也變得非常方便，勘測數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)都可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)管理，不僅高效而且精準(zhǔn)。

3、公路路線設(shè)計(jì)可視化技術(shù)及應(yīng)用

上文中已經(jīng)提到，在公路路線設(shè)計(jì)過程中，涉及到的三維場景是非常復(fù)雜的，通常情況下不能利用一種流行曲面對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行一次性描述，一般需要通過“分割-歸并”的方式，對(duì)整個(gè)公路三維實(shí)體進(jìn)行劃分，結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況分成不同的景物實(shí)體和虛擬景物，然后分別對(duì)這兩類進(jìn)行可視化描述。其中現(xiàn)實(shí)景物實(shí)體指的是現(xiàn)實(shí)中存在的實(shí)體，例如工程現(xiàn)場的地形與地貌等，而虛擬的景物則是指正在規(guī)劃或設(shè)計(jì)中的物體，如規(guī)劃中的路基、橋梁、涵洞等設(shè)施，然后按照不同實(shí)體的特點(diǎn)，分別對(duì)其進(jìn)行三維實(shí)體造型，將不同實(shí)體拼成完整的整體。基本步驟包括：計(jì)算拼合交線、嵌入拼合交線、裁剪地形、拼合模型。

結(jié)語：

從目前的情況來看，公路路線設(shè)計(jì)一體化、可視化的效果總體上是積極的，社會(huì)也給予了肯定和支持的態(tài)度，在以后的工作中還需要對(duì)公路路線設(shè)計(jì)一體化、可視化中出現(xiàn)的小問題進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，從而避免這些問題的出現(xiàn)對(duì)公路相關(guān)工作造成不利影響?？傊瑸榱烁玫拇_保公路事業(yè)的順利發(fā)展，一體化設(shè)計(jì)、可視化設(shè)計(jì)的相關(guān)理念應(yīng)用于公路路線設(shè)計(jì)中，公路路線設(shè)計(jì)質(zhì)量、效益將會(huì)顯著提升。相信隨著社會(huì)與時(shí)代的不斷發(fā)展，將會(huì)有越來越多的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)被應(yīng)用于公路路線設(shè)計(jì)中，這將有效促進(jìn)我國公路事業(yè)快速發(fā)展。

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