道路勘测设计ch11辅助设计及范例

1、 主讲：廖明军本章提要了解道路辅助设计软件有哪些了解道路辅助设计软件有哪些了解核心模型了解核心模型-数字地面模型概念和相关知识数字地面模型概念和相关知识初步掌握道路平纵横设计内容、设计步骤和初步掌握道路平纵横设计内容、设计步骤和设计成果设计成果11.1 11.1 道路辅助设计关键技术简介道路辅助设计关键技术简介国内外设计软件简介p国内著名软件纬地道路系统-专注公路设计、立交鸿业市政道路系统-专注城市道路、管网EICAD-最早专注立交线形设计，现提供多元综合解决方案11.1 11.1 道路辅助设计关键技术简介道路辅助设计关键技术简介国内外设计软件简介p国外著名软件Card/1-德国道路、轨道交通

2、、市政管网、地籍测量等Autodesk Civil 3D-美国、公路、市政、建筑等KorFin-德国选线软件Bentley-美国-公路、市政、建筑、轨道交通等11.1 11.1 道路辅助设计关键技术简介道路辅助设计关键技术简介11.1.1 11.1.1 数字地面模型基本概念数字地面模型基本概念pDTM分类规则数模-方格网数模、矩形数模和正三角形格网数模。在格网之间的高程，常采用局部多项式进行内插半规则数模-各原始数据点之间有一定的联系,但不够详细，比如鱼骨式DTM不规则数模-原始地形数据点之间无任何联系，点的分布是随机的，一般常采集地形特征点、变坡点、山脊线、山谷线等处。常见的有散点数模、三角

3、网数模鱼骨式DTM11.1 11.1 道路辅助设计关键技术简介道路辅助设计关键技术简介11.1.2 11.1.2 三角网数字地面模型及构网方法三角网数字地面模型及构网方法p数字地面模型是一个表示地形特征、空间分布的、有规则的数字阵列，也就是将地形表面用密集的三维坐标X、Y、Z表示的一种数学表达形式不规则三角网数模11.1 11.1 道路辅助设计关键技术简介道路辅助设计关键技术简介11.1.2 11.1.2 三角网数字地面模型及构网方法三角网数字地面模型及构网方法pTIN构网原则TIN是唯一的；力求最佳的三角形形状，每个三角形最接近等边三角形；保证最相邻的点构成三角形，即三角形的边长之和最小pT

4、IN构网方法径向扫描法，简称RSA法Delaunay三角形法自动连接三角网法最小11.1 11.1 道路辅助设计关键技术简介道路辅助设计关键技术简介11.1.2 11.1.2 三角网数字地面模型及构网方法三角网数字地面模型及构网方法p精度影响因素点的分布点的密度点的获取精度内插方法-整体函数内插、局部（分块）函数内插、逐点内插11.1 11.1 道路辅助设计关键技术简介道路辅助设计关键技术简介11.1.3 11.1.3 数字地面模型精度和高程内插数字地面模型精度和高程内插p数模精度数模的效率主要在于精度和速度。影响数模的精度的主要因素：点的分布。采样点的分布要合理，一般应根据地形变化取，即采样

5、点应沿地形趋势分布尤其不能忽略那些充分体现地形特征的点、线，例如：地性线坡度改变处或等高线的方向改变处。点的密度。采样点的分布和密度是影响数模精度的关键。采样点密度要适中，最经济的表现出地表形态。点的获取精度。点的获取精度取决于采样方法与采样设备。11.1 11.1 道路辅助设计关键技术简介道路辅助设计关键技术简介11.1.3 11.1.3 数字地面模型精度和高程内插数字地面模型精度和高程内插p数模精度数模的效率主要在于精度和速度。影响数模的精度的主要因素：内插方法。从理论上讲，只要上述三个因素确定，就能找到一种内插方法，达到一定精度。也就是说，各种内插方法总能达到相同的精度。数模的精度还与地

6、形类别有关，一般平原微丘区简单地形的精度易于满足，山岭重丘区复杂地形则难于满足。11.1 11.1 道路辅助设计关键技术简介道路辅助设计关键技术简介11.1.3 11.1.3 数字地面模型精度和高程内插数字地面模型精度和高程内插p内插方法内插方法种类繁多，概括起来有整体函数内插、局部函数内插和逐点内插三种。整体函数内插。对整个区域（或一个子域）应用一个数学模型（一般以地形特征线将整个测区划分成若干个子区），由区域内所有已知点的数据求解待定参数来定义整体函数。其基本思想是：任何一个规则或不规则面均可以由若干个简单曲面，如二次曲面、三次曲面等叠加到任意精度等级。内插公式为： 式中 为待定系数，Q为

7、核函数。ni1( , )( , ,)iif x yzK Q x y x y11.1 11.1 道路辅助设计关键技术简介道路辅助设计关键技术简介11.1.3 11.1.3 数字地面模型精度和高程内插数字地面模型精度和高程内插p内插方法内插方法种类繁多，概括起来有整体函数内插、局部函数内插和逐点内插三种。局部（分块）函数内插。用一个函数式拟合一个局部地表面，通常只在格网小范围内使用。如线性内插、双线性内插、有限元法等。逐点内插。以任意点为中心，以邻近的的已知点定义内插函数，拟合该点附近的地表面形态。内插函数的选取最好地反映插值区的地形为准。内差的关键是处理好地形特征点线。整体函数内插计算量大，速度

8、慢，一般用于大范围的航测建模。11.2 11.2 公路辅助设计软件介绍及范例公路辅助设计软件介绍及范例11.2.1 11.2.1 纬地道路辅助设计系统简介纬地道路辅助设计系统简介p纬地公路设计软件概述纬地道路交通辅助设计系统(HintCAD)（以下简称纬地系统） 是路线与互通式立交设计的大型专业CAD 软件。该系统由中交第一公路勘察设计研究院结合多个工程实践研制开发。系统使用ObjectARX、C+编程，支持AutoCAD等中、英文版本操作平台和Windows 等操作系统， 系统主要功能包括：公路路线设计、互通立交设计、三维数字地面模型应用、公路全三维建模（3DRoad）等11.2 11.2

9、公路辅助设计软件介绍及范例公路辅助设计软件介绍及范例11.2.1 11.2.1 纬地道路辅助设计系统简介纬地道路辅助设计系统简介p纬地数字交通与工程仿真平台系统（HintVR）纬地数字交通与工程仿真平台系统（HintVR）是基于DTM和平、纵、横设计数据，即刻生成地面、道路、桥梁、隧道等的三维真实模型，采用OpenGL赛车游戏开发技术，可实现真正意义上的道路全三维仿真效果。11.2 11.2 公路辅助设计软件介绍及范例公路辅助设计软件介绍及范例11.2.2 11.2.2 基于纬地系统的公路设计范例基于纬地系统的公路设计范例p平面设计 主要采用“交点设计法”，简称“交点法或导线法”对公路主线线形

10、进行设计。计算模式计算模式计算模式计算模式说明说明计算模式计算模式 说明说明S1+Rc+S2常规通用计算方式常规通用计算方式A1+Rc+A2常规曲线参数计算模常规曲线参数计算模式式T+T单圆曲线的切线反单圆曲线的切线反算方式算方式-反算反算与前交点相与前交点相接计算模式接计算模式T+Rc+T对称曲线的切线反对称曲线的切线反算方式算方式-反算反算与后交点相与后交点相接计算模式接计算模式T1+Rc+S2非对称曲线的切线非对称曲线的切线反算方式一反算方式一-反算反算与前交点成与前交点成回头曲线计算模式回头曲线计算模式T1+S1+Rc非对称曲线的切线非对称曲线的切线反算方式二反算方式二-反算反算路线穿

11、过给路线穿过给定点定点S1+Rc+T2非对称曲线的切线非对称曲线的切线反算方式三反算方式三-反算反算凸型曲线凸型曲线Rc+S2+T2非对称曲线的切线非对称曲线的切线反算方式四反算方式四-虚交点曲线的设计计虚交点曲线的设计计算算平面自动分图自动分图结果自动分图结果11.2.2 11.2.2 基于纬地系统的公路设计范例基于纬地系统的公路设计范例p纵断面设计11.2.2 11.2.2 基于纬地系统的公路设计范例基于纬地系统的公路设计范例p纵断面设计11.2.2 11.2.2 基于纬地系统的公路设计范例基于纬地系统的公路设计范例p横断面设计横断面地面线数据可以从数模中插值得到，也可以通过实地勘测得到。

12、后者可以通过输入程序手工录入。11.2.2 11.2.2 基于纬地系统的公路设计范例基于纬地系统的公路设计范例p横断面设计横断面地面线数据可以从数模中插值得到，也可以通过实地勘测得到。后者可以通过输入程序手工录入。由DTM插值得到横断面值11.2.2 11.2.2 基于纬地系统的公路设计范例基于纬地系统的公路设计范例p数字地面模型及应用首先得有地形信息的离散点或者等高线的地形图，并且能被纬地识别定义等高线图图层及地形特征11.3 11.3 城市道路辅助设计软件介绍及范例城市道路辅助设计软件介绍及范例11.3.2 11.3.2 鸿业市政道路软件介绍鸿业市政道路软件介绍 HY-SZDL市政道路软件

13、是鸿业科技开发的系列CAD软件产品之一，是国内最早研制并推出的专业市政道路类软件。新建工程11.3 11.3 城市道路辅助设计软件介绍及范例城市道路辅助设计软件介绍及范例11.3.2 11.3.2 鸿业市政道路软件介绍鸿业市政道路软件介绍添加地形图添加地形图11.3 11.3 城市道路辅助设计软件介绍及范例城市道路辅助设计软件介绍及范例11.3.2 11.3.2 鸿业市政道路软件介绍鸿业市政道路软件介绍 地形图处理地形图处理 可处理等高线和离散点地形数据p “地形”“自然等高线”快速转化”p “地形”“自然等高线”“离散”p “地形”“自然标高离散点”“文本定义”11.3 11.3 城市道路辅

14、助设计软件介绍及范例城市道路辅助设计软件介绍及范例11.3.2 11.3.2 鸿业市政道路软件介绍鸿业市政道路软件介绍 步骤步骤单击地形|自然等高线|离散，对自然等高线进行离散。单击地形|自然标高离散点|文本定义|，命令行出现如下提示：= 通过图面中表示自然标高高程的文字来定义离散点自然标高=回车退出 / 选择表示自然标高高程的任一文字:点定位 P /块定位 B / 圆定位 A / 圆环定位 D / 点取定位 G / 椭圆定位 E 确定文本表示的标高位置的定位方式，对于本地形图文本周围没有表示定位的实体，所以直接回车以文字左下角作为标高定位点。过滤*层的TEXT实体，请选择: 直接在命令行输入

15、“all”处理整个地形图选取确认后，程序自动在文字的左下角布置表示此文字值的离散点标高检查11.3 11.3 城市道路辅助设计软件介绍及范例城市道路辅助设计软件介绍及范例11.3.2 11.3.2 鸿业市政道路软件介绍鸿业市政道路软件介绍 平面定线平面定线确定中心线：图面提取、动态绘制、沿线搜索定义桩号、线转道路、标注桩号11.3 11.3 城市道路辅助设计软件介绍及范例城市道路辅助设计软件介绍及范例11.3.2 11.3.2 鸿业市政道路软件介绍鸿业市政道路软件介绍 超高加宽设计超高加宽设计11.3 11.3 城市道路辅助设计软件介绍及范例城市道路辅助设计软件介绍及范例11.3.2 11.3.2 鸿