黃和川

(盤縣公路測(cè)量設(shè)計(jì)隊(duì))

1 公路勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化技術(shù)數(shù)字地面模型

計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在道路建設(shè)上已有很多年歷史，但是各個(gè)國(guó)家真正對(duì)一體化技術(shù)的研究卻是近幾年才發(fā)展起來(lái)的。在初期應(yīng)用的是CAD，也就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，后來(lái)由于各種技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，如航空攝影采集等應(yīng)用，逐漸對(duì)數(shù)字地面模型進(jìn)行研究與分析。數(shù)字地面模型又稱為數(shù)字地面模型技術(shù)，是一套比較實(shí)用的技術(shù)，在野外道路勘測(cè)中可以通過數(shù)字地面模型自動(dòng)完成數(shù)據(jù)運(yùn)算工作。它是一種集成系統(tǒng)，其中包涵了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、路線設(shè)計(jì)系統(tǒng)、成果輸出等多個(gè)功能。

2 公路勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化技術(shù)中數(shù)字地面模型的形成

數(shù)字地面模型就是指在地面的點(diǎn)平面坐標(biāo)與高程的數(shù)字化的表面特征，通過特定的數(shù)學(xué)模型模擬建立起來(lái)的點(diǎn)面間的一種關(guān)系。就像數(shù)學(xué)坐標(biāo)一樣，在一個(gè)面選出三個(gè)點(diǎn)，假設(shè)為x、y、z，用來(lái)對(duì)路面的公路平、縱、橫進(jìn)行表示，眾所周知公路是不規(guī)則的帶狀，所以數(shù)模同樣是不規(guī)則的帶狀。數(shù)模的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)好壞能夠左右工程的進(jìn)度，更會(huì)直接影響到數(shù)據(jù)檢索的速度以及數(shù)模的效率。目前，普遍采用的數(shù)字地面模型有三角網(wǎng)數(shù)字地面模型、方格網(wǎng)數(shù)字地面模型以及離散點(diǎn)數(shù)字地面模型三種。

3 公路勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化技術(shù)數(shù)字地面模型的應(yīng)用以及分析

3.1 數(shù)字地面模型的自動(dòng)生成技術(shù)

在道路工程勘測(cè)中，數(shù)字地面模型對(duì)于線路的設(shè)計(jì)便是輸出線路中線的縱橫地面線。以數(shù)模數(shù)據(jù)做為整個(gè)工作的支撐，要完成這項(xiàng)任務(wù)將會(huì)簡(jiǎn)單、輕松許多。

3.2 以三維方法對(duì)土石方進(jìn)行數(shù)量計(jì)算

在傳統(tǒng)中，對(duì)于土石方的計(jì)算完全是由對(duì)路面的斷面進(jìn)行平均計(jì)算。這種方法有一定的缺陷。但有數(shù)字地面模型做為基礎(chǔ)，完全可以避免這種缺陷。所謂土石方的計(jì)算就是指在原有的地面和施工之后地面的一個(gè)疊加。這種方法是以三維為方法的一種計(jì)算，不僅理論上嚴(yán)密，而且計(jì)算更加精確，還能給出更多的有價(jià)值的計(jì)算信息。這種方法用起來(lái)并不是十分的復(fù)雜，在如今的公路勘測(cè)設(shè)計(jì)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

3.3 對(duì)于數(shù)模的應(yīng)用

通過對(duì)一部分路線的縱橫面線的實(shí)際勘測(cè)與數(shù)模所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行相互比較，根據(jù)所形成的數(shù)據(jù)能看出，數(shù)模完全可以滿足一切道路最初期階段設(shè)計(jì)精度的要求。對(duì)各種地形來(lái)說基本沒有問題。當(dāng)然，地形越惡劣所需要的技術(shù)也會(huì)越高，當(dāng)中就會(huì)有一些加密、特征線處理等技術(shù)。

4 道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，英文縮寫CAD。在目前的道路建設(shè)當(dāng)中，道路路線輔助設(shè)計(jì)同樣占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。不同層次、不同水平的公路建設(shè)單位使用的道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也不同。道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，功能強(qiáng)大，特點(diǎn)也很明顯。第一，在工作的時(shí)候各種各樣的數(shù)據(jù)信息都能利用，如在勘測(cè)期間的地質(zhì)、地貌、水文等等。第二，可以更好的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，在建設(shè)施工的過程中，所有勘測(cè)與設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)都是由道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行管理，效率更高、質(zhì)量更好。而對(duì)于管理開發(fā)人員來(lái)說，更便于系統(tǒng)的維護(hù)與更新。第三，以三維的方式表現(xiàn)出各種模型，如表面三維模型、道路三維模型以及全景道路模型。這樣使操作變得統(tǒng)一而且標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的自動(dòng)生成技術(shù)也是它的一大特點(diǎn)，它可以利用一些控件技術(shù)自動(dòng)生成圖樣;第二大特點(diǎn)就是利用一些控件進(jìn)行第二次開發(fā)。

5 道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)不止單單存在于繪圖一項(xiàng)功能上了，在一些特殊的工程中，道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)都占據(jù)的重要角色。比如一些不規(guī)則的建筑物、構(gòu)筑物、設(shè)備基礎(chǔ)等等，都應(yīng)用了道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的技術(shù)。在道路建設(shè)施工的期間，有許許多多的數(shù)據(jù)資料需要整理、收集，在傳統(tǒng)的工作中，需要花費(fèi)大量的人力與物力進(jìn)行整理與保管。同時(shí)在施工的時(shí)候也會(huì)降低效率，而且在精度與效果上同樣不是很明顯。道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的技術(shù)應(yīng)用使這些問題都一一解決。

6 道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用

6.1 在道路建設(shè)期間的放樣

根據(jù)勘測(cè)得來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，將需要建設(shè)的道路圖形繪制到計(jì)算機(jī)里，進(jìn)行一系列的計(jì)算，然后進(jìn)行放樣，這樣的做法比較簡(jiǎn)單也比較精準(zhǔn)。

6.2 進(jìn)行計(jì)算

在道路施工過程中，涵蓋各種各樣的計(jì)算，例如斷面的計(jì)算、長(zhǎng)度的計(jì)算、工程量的計(jì)算等等。傳統(tǒng)的人工計(jì)算不僅效率不高，而且精準(zhǔn)度也低。道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的計(jì)算方式不僅節(jié)省了人力，并且能更精準(zhǔn)的計(jì)算出所需要的數(shù)據(jù)，這樣既提高了效率又避免了材料浪費(fèi)，節(jié)約了成本。

6.3 建設(shè)期間整理資料

在道路施工的過程中，施工資料需要與工程進(jìn)度同步，資料的完善程度會(huì)影響到工程的進(jìn)度、驗(yàn)收以及資金運(yùn)轉(zhuǎn)等問題。做資料的時(shí)候有很多問題，傳統(tǒng)的辦公軟件像Word、Excel等都已經(jīng)無(wú)法滿足，主要是因?yàn)殡y度較高的繪圖其他軟件很難完成。而道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的繪圖功能可以完成難度很高的圖樣，同時(shí)還可以隨時(shí)切換到Word與Excel等軟件。因此，道路路線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的資料整理工作是非常重要的。

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