浅谈数字地面模型在公路路线设计中的应用

数字地面模型DTM和CAD技术在公路路线设计中的应用作者：何兆照李永华来源：《数字技术与应用》2017年第06期摘要：为改善公路建设中线路设计任务量大的现状，提升路线设计工作效率，公路路线设计中开始应用相关的科学技术手段，本文中具体分析了公路路线设计中数字地面模型DTM与CAD技术的应用。

关键词：数字地面模型；CAD技术；公路路线设计中图分类号：U412.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）06-0115-01目前，我国大多数测设单位都在使用数字地面模型DTM和公路计算机辅助设计CAD技术进行测设工作，并不断融入新的技术理念，促使公路路线测设工作的质量和效率快速提高。

1 数字地面模型DTM与CAD技术概述1.1 数字地面模型DTM数字地面模型DTM最早是由一家名为MIT的实验室所发明的，将地面模型通过数字来进行表达，摆脱了传统的二维空间设计的局限性，开始使用三维立体空间进行设计，通过X，Y，Z坐标轴所产生的测设数据进行计算和分析，将所得的数值代替地理空间数据，从而形成数字地面模型DTM。

在特定情况下，数字地面模型DTM会形成高程模型DEM，即当数字地面模型DTM的数字存在绝对高程时则会形成高程模型DEM，其具备存储地形属性数据和地理空间数据的能力，可有效用数字表达地理空间特点。

数字地面模型DTM的工作流程为：一是，可使用野外直接测量法或其他测量法等，将测距内绝对高程或平面位置上的点进行测量；二是，根据方格网的形式，在之前测量的点中加入高程点，使其成为一个完整的网络框架，采用一定的公式使用计算机进行求解。

这些点的总值就是数字地面模型DTM，用三维坐标表示为：X，Y坐标值为平面位置，Z坐标值为地形特征。

1.2 CAD技术计算机辅助设计CAD主要有硬件和软件系统构成，其中，软件系统主要承担数据的计算工作，主要由以下三部分组成：第一，图形系统，在进行测设工作时，常常需要几何图形、绘制函数曲线、制定表格以及测设地形的模拟等工作，都需要图形系统进行工作。

数字测绘技术在公路勘察设计中的应用现如今，在公路建设领域，数字测绘技术已经得到广泛应用。

传统的纸质测绘图已经被数字测绘技术所取代，广泛应用于公路勘察与设计、施工、监测等方面。

本文就数字测绘技术在公路勘察设计中的应用进行阐述。

一、数字高程模型测量数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）是一种数字地形模型，是数字测绘技术最常用的一种应用形式。

在公路勘察设计中，数字高程模型可以用来获取地形数据，帮助规划出最佳的公路线路和标准的公路梯度。

在勘察过程中，景观和环境因素将纳入考虑，以确保公路线路具有最小的人为和自然影响。

南京到杭州高速公路就是一个很好的例子，数字高程模型技术在该项目中大量使用，使得公路线路既考虑了地形特征，又考虑了生态环境。

二、局部区域增量分析局部区域增量分析是一种在数字测绘中广泛使用的技术，在公路勘测设计中也是极其重要的。

它可以帮助测绘师在勘察过程中快速获得公路所处地区的变化情况，包括地表线、植被覆盖、地形崩塌等情况。

这些数据将用于确定公路的设计要求和路线，以便建立一条具有标准设计要求的新公路。

局部区域增量分析技术在公路勘察、设计和施工阶段都是非常重要的，它可以帮助相关人员及时发现问题，做出恰当的应对。

三、数字摄影测量数字摄影测量是一种广泛应用于公路勘察设计的技术，它能够提供更加准确的三维模型和地图数据，有助于公路工程师在勘测、设计和施工的各个阶段对公路进行综合分析。

基于数字摄影测量的进行桥梁的检测，可以避免基于手工检查对人工漏检的情形出现，实现自动快速的过桥结构的监测，达到程序化工作，减轻了工作量，减少了人为失误。

针对山区公路，数字摄影测量方法还可以帮助工程师绘制比例尺和3D地形图，以及准确地预测公路对环境的影响。

四、地下管线勘测地下管线勘测技术是数字测绘技术的另一项重要应用，也是公路勘测与设计中不可或缺的一部分，在公路勘察设计工作中可以有效避免利用传统测量技术所造成的人工挖掘和地下管道损毁情况发生，使公路建设更加安全、高效和环保。

第27卷增刊1997年11月　东　南　大　学　学　报JO U RN A L OF SOU T HEA ST U N IV ERSIT YVol.27Sup.Nov.1997数字地面模型在公路CAD中的应用程建川　邓学钧(东南大学交通学院,南京210018)摘　要　论述了数字地面模型(DT M)在公路路线CA D的实用技术,介绍了在Auto-CA D图形环境下,交互式形成三角网D T M的原理与方法,以及如何通过DT M生成三维地面和纵、横地面线,进而提高公路路线CA D应用的质量与效率.关键词　数字地面模型(DT M);公路路线设计;计算机辅助设计;应用中图法分类号　U412.3;P21随着我国公路建设的蓬勃发展,高等级公路的数量不断增多,公路勘测设计的任务也日益繁重.过去的十几年中,公路计算机辅助设计(CAD)技术已广泛用于公路设计中,并产生了巨大的经济效益和社会效益.然而,由于我国的行业分工,测绘部门和设计部门配合不密切,许多高新测绘技术未能在设计中得到很好的应用,许多公路设计单位也仅仅采用或开发一些着重内业设计的软件,而忽视了勘测设计作为一个整体的勘测阶段,这种做法的弊端是:一方面,公路设计部门需要的数据来自大比例尺地形图或人工判读或数字化仪配合,以及野外实测,于是地形数据便成了影响整个公路CAD效率的“瓶颈”问题;另一方面,测绘部门的大量原始数字地形图数据也未能得到进一步利用,这是非常可惜的.目前,在发达国家,公路设计中的勘测设计一体化早已形成,这表现在他们的工作内容和采用的CAD软件上.对他们来说,外业的勘测和内业的设计基本上是相同的人员完成的;所采用的CAD软件中,也都具有很重要的一个模块——测量数据的处理,以便用于后续的设计阶段.我国公路界也开始并加快了公路工程中勘测设计一体化的工作,以交通部第二公路勘察设计院为代表的部属企业,完成了“七五”课题“航测遥感在公路测设中的实用技术”,其主要内容包括“H D-DT MS数字地面模型系统的开发”,长沙交通学院在三角形数字地面模型的实用性上做了较多工作,这些成果都为公路勘测设计一体化进程做出了贡献.在公路勘测设计一体化的工作中,数字地面模型有无法替代的作用,它是联接两个阶段的桥梁.目前,数字地面模型的理论与方法已日趋成熟,关键是实用化技术.在我国自主开发的一些DT M程序中,计算和图形显示一般由FORTRAN、C语言联合完成或单独完成,但图形仅仅作为计算的可视化表现,对DT M的编辑、修改等交互功能较弱,因而影响了DTM的质量和效率.考虑到Auto CAD软件在公路设计部门中几乎100%的装机率,本文在AutoCAD图形环境下,利用ADS工具,完成了DTM在公路CAD中的部分功能,旨在提高公路CAD的应收稿日期:1997-07-15,修改稿收到日期:1997-08-22.用水平.1　数字地面模型原理与方法[1]数字地面模型(Dig ital Terrain M odel )是地表(地物和地貌)的数字化表征,即用一组有序的数据去表达地表的平面位置及高程.通过数字地面模型,可以自动化地获取公路的纵、横断面线信息,从而提高公路路线CAD 的效率.数字地面模型最早由美国麻省理工学院的米勒教授在1957年提出,随后在工程中得到广泛应用.数字地面模型有多种形式及算法.目前,在工程中运用最广泛的有如下几种.1)矩形格网数模(1)构成　将设计区域用一定间距的格网划分,并将各格网点的高程连同相立格网点的序号一起按行、列顺序存放.如图1所示.(2)插值算法　如图2,对于间距为M 、L 的矩形格网,其间任一点P 的高程为 H p =H a (1-X /L )(1-Y /M )+H b (1-Y /M )X /L +H c (X /L )(Y /M )+H d (1-X /L )X /L图1　矩形格网数模 图2　矩形格网数模高程内插计算(3)优点　由于任一点的平面坐标和其对应的矩形格网有简单的对应关系,且高程插值计算也简单,因此,计算速度非常快.(4)缺点　不能很好地考虑地形的实际情况,无法对断裂线等特征线进行处理,进而限制了其在工程中的深入应用.2)带状三角网数模图3　带状三角网数模(1)构成　沿路线前进的法向选取地形点,进而形成地形线(俗称鱼骨线),相邻地形线的同序号点相连,并在其形成的四边形中接较短对角边,若相邻地形线上点数不等时,则序号多出点直接和相邻地形线的最后序号点相连.如图3所示.(2)插值算法　三角网数模采用三角面插值方法.假设待求点P (X p Y p )在三角面△A B C 中,A 、B 、C 3点的平面坐标和高程分别为(X a ,Y a ,H a )、(X b ,Y b ,H b )和(X c ,Y c ,139增刊程建川等:数字地面模型在公路CAD 中的应用H c),则H p的高程为 X p Y p H p1X a Y a H a1X b Y b H b1X c Y c H c1=0(3)优点　构造简单,计算方便、快速.(4)缺点　地形点、地形线的选取人工干预较大,不能较好地反映地形的真实情况,另外,在工程早期阶段,无法进行方案比选和线形优化.3)区域三角网数模(1)构造　采用自动联网方法.在地形散点中,任取一散点P,在其邻域找到另一最近距离点P1,PP1则作为三角形的一条边,继续在邻域中寻找P2,使P2对PP1的张角为最大,这样,形成了第一个三角形△PP1P2,以边P1P2、PP2继续扩展其它三角形,直至所有地形点被联入三角网.(2)插值算法　同带状三角网的插值算法.(3)优点　能较好地反映地形情况,插值精度高,在三角网范围内可进行路线的方案比选,线形优化等工作.(4)缺点　计算速度相对较慢.本文着重讨论并解决区域三角网数模在公路路线CAD实用技术的以下问题: 改进三角网自动联接的编程算法,提高构网速度,以适应地形点较多的情况; 在图形编辑环境下,实现对地形点的交互式处理,如三角网、边的编辑,特征线的添加等,以更加真实地反映实际地形;三维地面的生成,以供对数字地面模型进行直观检查并为公路透视图的生成打下基础.2　公路路线CA D中DT M及其三维地面的实现方法1)硬、软件环境(1)CPU为80386以上的PC,速度越快越好;(2)8M及以上内存;(3)Auto CAD for DOS(WINDOWS)12版及以上;(4)ADS开发环境.2)数字地面模型(DT M)的编程实现(1)地形散点及三角形的数据结构[2]地形散点的数据结构为 struct point_dtm{ int num ber,type;d ou ble x,y,h;char*attr;}结构中元素分别表示地形点的序号、类别、三维坐标及属性;三角形数据结构为 struct triangle_dtm{ p oin t-d tm P1,P2,P3;d ou ble min_x,m ax_x,min_y,max_y;s truct triang le_dtm*lastptr,*n extptr;140东　南　大　学　学　报第27卷}P 1、P 2、P 3为组成三角形的地形点;m in _x ,m ax _x ,m in _y ,m ax _y 系三角形范围内最小最大X 、Y 值,用于三角形的排序;lastptr 、nex tptr 为链接三角形的双向指针.(2)地形点数据的预处理将所有地形点按X 、Y 的增加顺序排序,形成两个链表,分别为: struct x _order{ int nu mber ;struct x _order*lastptr ,*nextptr ;} struct y _order { int nu mber ;struct y _order*las tptr,*nex tp tr ;}结构中元素含义同前;平面坐标相同点的处理　若有平面坐标相同点,则程序提示设计人员加以处理,一般将X 或Y 值变化0.001m .(3)形成三角网　如前所述构网原理和地形点数据处理,对任一点P ,只在其邻域内,即P 点周围距离为D 的范围内搜索三角形各边,邻域反映在排序链表指针上为[X p -D ,X p +D ]内和[Y p -D ,Y p +D ]内的地形点,这样,在地形点数量大的情况下,能提高构网速度.距离D 由设计人员按需交互设定.(4)交互修改三角网　在A utoCAD 图形环境下,若对构造的三角网不满意,可动态地、交互式地添加、删除三角形,特别地,可在步骤(3)开始前,预先定义三角网边界(若不定义,将自动生成凸多边形边界),或定义一些特征线,如陡坎等高程突变处.这样,重新形成的三角网就会更新以前的数据记录并刷新屏幕显示.(5)生成三维地面　作为DT M 三角网生成的附产品,在Auto CAD 图形环境下,可以很方便地生成地面的三维线框,由Auto CAD 的Render(上色)命令或在3DStudio 处理后,能检验DT M 的真实程度,三维地面也可供生成路线全景透视图时调用.在Auto CA D 中,能生成三维地面的线框图,关键是先前已生成了相应的链表文件,即,存在了各个三角形(面)及其相应地形点的信息,这样,由Pface 命令(ADS 库函数引用)便可很容易地完成.图4　区域三角网数模4　举例与结论在由地形点生成DT M 的过程中,首先检查各点有无平面坐标重合,若有,则提示设计人员加以调整.图4是自动生成的部分三角网DT M ;图5为交互编辑DTM 边界及设定了特征线后(虚线表示)重新生成的三角网;图6是通过该部分DTM 的纵、横地面线示意图.通过对湖北省老十线(老河口—十堰)两条各130多公里一级汽车专用公路工程可行性研究等项目的实践,初步得出如下结论:141增刊程建川等:数字地面模型在公路CAD 中的应用142东　南　大　学　学　报第27卷图5　交互编辑后的区域三角网数模 图6　利用数模生成路中线的纵、横地面线1)三角网DT M是一种比较切实可行的技术,在初步设计阶段可以代替传统作业方式;在施工图设计阶段,则需相应的处理,如加大点的密度、设置特征线等;2)地形点较多时,如老十线,有一万余点,需对构网与计算采取一些优化,如设定构网邻域、链表快速查找等,优化方法直接影响计算速度.例如上述老十线,构网及生成纵、横地面线共耗时17mm(Pentium100M Hz CPU、16M内存),笔者认为速度还可以进一步提高;3)由于地形条件千差万别,三角网的自动生成有时不尽满意,立互设计功能必不可少.即允许设计人员参与特殊区域、特殊条件下的构网;4)DT M应用质的飞跃,还有待于勘测阶段的自动化、电子化和数字化,这样,通过对野外测量电子数据的接口处理,才能从根本上提高公路CAD水平.参考文献1　邓　涛,洪德昌.HD-DT M S数字地面模型系统的开发.公路工程计算机应用论文集,长沙:湖南科学技术出版社,1996.139～1432　刘学军,符锌砂.三角形数模的数据组织与网形调整.公路工程计算机应用论文集,长沙:湖南科学技术出版社,1996.139～143Application of Digital Terrain Model on CADof Highway AlignmentCheng Jianchuan　Deng Xuejun(T ransportation Colleg e,Southeas t University,Nan jing210018)Abstract:　Based on the principles and the applied techniques,an optimized m ethod to cr e-ate triangle digital terrain model(DTM)g raphically and dy nam ically on the AutoCAD gr aphics env ir onm ent is presented.By ev aluating the formed DTM,the pro file and the cross section info rmation can be g enerated for the use o f further geometric desig ns,and the3D ter-rain can also be display ed on the screen as desig n backgro und to check the reality of the origi-nal to pog raphy.T herefo re,the quality and efficiency o f hig hw ay alignment design can be gr eatly impr oved.Key words:　dig ital ter rain m odel;hig hw ay alig nm ents;co mputer aided design;application。

DEM在公路设计测量中的应用摘要依据中国公路的发展现状,通过对DEM数据模型的分析,对DEM模型在公路线路设计中应用进行可行性论证。

从而得出将DEM应用于公路线路设计中是需要一定基础的,并且着科技的发展此种方法有广阔的应用前景和显著的社会效益。

关键词DEM;线路设计;道路工程中国经济和社会的发展,促进了公路的建设的快速发展。

1988年,中国拥有第一条高速公路。

随着经济的快速发展,高速公路呈现出良好的发展态势。

2004年,交通部制定了《国家高速公路网规划》。

国家高速公路网具体的设想是:要建7条从北京放射的高速公路;9条纵向的高速公路;18条横向的高速公路。

简称“7918”网,总里程8.5万公里。

建成后可以覆盖10多亿人口;连接全国所有的省会城市,以及目前城镇人口在20万以上的大中城市;连接全国所有的交通枢纽城市;加强长三角、珠三角、环渤海等经济发达地区之间的联系,形成以北京、上海、广州三大都市为中心的高速公路网。

到2010年,中国公路总里程达到230万公里,高速公路达到5万公里。

2020年,全国公路总里程达到300万公里,高速公路里程达到7方公里以上。

国家经济建设的快速发展对公路等基础设施建设提出了更加快速的发展要求。

传统的施测方法在效率、质量、时间和技术等方面已无法满足需求,因此采用先进的技术手段是十分必要的。

自20世纪50年代以来,DEM得到越来越广泛的应用,主要应用领域在地球科学及其相关学科方面,如摄影测量、遥感、制图、土木工程、地理形态、军事工程、地理信息系统等,DEM完全可以代替传统的等高线来对地形表面进行描述,进而满足对等高线数据的各种需求。

随着计算机技术和空间技术的发展,数字地面模型的理论和方法日益成熟,数据采集技术和手段也获得了极大的发展,为数字高程模型(DEM)在公路工程中的应用提供了理论和实践基础。

下面介绍一下近年来DEM在土木工程中线路设计测量中的应用。

1 DEM数字地面模型DTM(Digital Tenain Medel)是地形表明形态等多种信息的一个数字表示,它是定义在某一区域D上的m维向量有限序列:{Vi,i=l,2,…,n}其向量Vi=(Vi1,Vi2,…,Vim,)的分量为地形Xi,Yi,Zi((Xi,Yi)∈D)、资源、环境、土地利用、人口分布等多种信息的定量或定性描述。

H 现代公路962008 No.1(Jan)TRANSPOW ORLD 数字地面模型的发展过程、概念及基本原理数字地面模型ＤＴＭ　（　Ｄｉｇｉｔａｌ　ＴｅｒｒａｉｎＭｏｄｅｌ）最初是美国麻省理工学院Ｍｉｌｌｅｒ教授为了高速公路的自动设计于１９５６年提出来的。

此后，它被应用于各种线路（公路、铁路、输电线路、输油管道、水利工程）的设计；各种工程的面积、体积、坡度、工程量计算和任意断面图的绘制；在测绘领域可用于绘制等高线、立体透视图，制作正摄影像地图及数字地图的修测；在军事上可用于飞行器的导航和导弹制导；作为数字地球、地理信息系统（ＧＩＳ　）的基础数据，已广泛应用于土地利用、建设规划、洪水灾情的预报等。

我们常用的地形图是用图解的方法将地面上的信息（地形、地物及各种文字注记等）表示在图纸上。

其优点是比较直观、便于人工利用；缺点是不便于修测、存放和检索管理，特别是无法被计算机直接利用。

随着计算机技术和信息处理技术的发展和工程设计自动化的需要，以及建立地理信息系统的需要，这种传统的地图逐渐被数字化产品取代，其典型产品就是数字地图与数字地形模型。

数字地形模型是一个用于表示地面特征的空间分布的数据阵列，最常用的是用一系列地面点的平面坐标Ｘ，Ｙ以及该地面点的高程Ｚ或属性（如房屋、道路、独立地物等）组成的数据阵列。

若地面按一定格网形成有规则地排列，点的平面坐标Ｘ，Ｙ可由起始原点推算而无需记录，这样地表形态只用点的高程Ｚ来表述，称为数字高程模型ＤＥＭ　（　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅｌ）。

在实际应用中，许多人习惯将ＤＥＭ称ＤＴＭ，实质上它们是不完全相同的。

ＤＥＭ有多种表示形式，主要包括矩形格网与不规则三角网ＴＩＮ（Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ Ｉｒｒｅｇｕｌａｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　）。

矩形格网ＤＥＭ存贮量小，便于使用和管理，因而被广泛运用，但其缺点是不能准确表示地形的结构与细部，因此用ＤＥＭ描绘的等高线不能准确地表示地貌。

浅谈数字地面模型与公路设计摘要：本文研究了建立数字地面模型的思路与步骤，同时，对数字地面模型在路线平纵横设计中的应用做了初步探讨。

实践证明，基于数字地面模型进行路线设计，有利于数据提取，避免了以往因设计方案的改变而要重新测量数据，因而提高了工作效率，节省了工作时间，较传统的设计方法有明显的优势。

关键词：道路工程数字地面模型公路选线方案对比0、前言数模与航测、路线计算机辅助设计相结合，将形成覆盖数据采集与处理、路线设计与计算及设计图表输出的完整的设计全过程的路线设计一体化系统。

[1]1、数字地面模型的建立建立数字地面模型一般要经过地形数据采集、数据预处理、原始数据的排序与检索、待定点的高程内插等主要过程。

具体步骤如下：1.1DTM地面点数据采集目前的数据采取方法主要有：野外实测、地形图数字化和摄影测量等三种。

野外实测劳动强度大、效率低。

地形图数字化通常是采用数字化仪对现有地形图等高线进行跟踪输入，这种方法实用性强、工作效率高。

摄影测量是利用航天摄影测量或地面立体摄影像对，借助某种摄影测量仪对由立体像对恢复的光学立体模型进行测量，获得地形数据；这种方法效率高、自动化好，但是成本较高。

1.2地形数据预处理其目的是将格式各异的原始地形数据，转换成有统一的坐标系、统一的数据格式与编码形式的地形数据文件。

然后根据路线走向，考虑到带状区域建立数字地面模型的需要和数模之间的接边要求，将整个地形原始数据经旋转、平移至统一的数模坐标系中，供建立沿线走向的带状数字地面模型连续调用。

[2]1.3地形数据排序与检索原始数据经过预处理后已转换至以路线走向为主方向的数模坐标系中，然后沿路线走向可设置一个较大的数组，而横向则根据路线两侧的数据采用范围确定数组大小，从而建立起地形数据的排序排格，即可根据给定点的平面坐标而快速地提取相应网格中己知地形点。

1.4数字地面模型的高程内插DTM是将地面上的地形点压缩后，选取一些有代表性的离散点来反映地形状况。

浅谈数字地面模型在公路路线设计中的应用近年来，我国公路建设处于前所未有的高速发展时期。

由于公路建设任务重，时间紧，对公路设计工作也提出了更高的要求。

如何加快测设速度、缩短设计周期、优化设计方案、提高设计质量成为公路设计人员所面临的重要任务。

对此，本文对数字地面模型概念进行了简要的介绍，并建立数字地面模型基本方法，以宛坪高速公路内乡至西坪（省界）段为例，重点介绍数字地面模型在公路路线设计中的应用。

标签：数字地面模型；公路路线设计；应用在常规公路路线测设方法中，与奥从地形图上或航测模型上量测地形数据，或直接从野外现场实测得到初定路线纵、横断面地面线资料，然后输入计算机，再进行路线设计，显然已不太适应形势发展的要求。

特别在公路CAD系统研究不断深入，应用日趋普及的今天，如何在快速获取地形资料基础上，使计算机能自动识别、处理地形资料，成为公路设计过程中亟待解决的问题。

数字地面模型的出现、发展，使这一问题得以解决。

一、数字地面模型的概念及发展1955年，美国麻省理工学院的ChairesLMiller教授，以如何應用从摄影测量获得的数据通过数字化计算的方法来加快公路设计为研究目的，首先提出数字地面模型这一概念，即digitalterrainmodel，简称DTM。

DTM是一个表示地形特征的、空间分布的、有规则的数字阵列，是一种将地形表面用密集的三维坐标X、Y、Z表示的数学表达形式。

它除了适合于计算机处理的地貌形式的数字表示外，还包括插值运算和各种实用程序。

数模最初的含义只考虑地貌要素，随着数模理论的发展和数模应用的普及，在数模的研究中，逐渐增加了地物、各种人工构造物、水系等多种因素，使数模对地形的适应能力更强，应用更为广泛。

二、地形数据的采集及数字地面模型的建立第一，建立数模，将数模应用于公路路线设计，首先要获得建立数模所需的原始地形数据。

数模原始地形数据的来源主要有3种：一，由航测仪器从航空照片上获得；二，从已有地形图上由数字化仪输入；三，由可记录量测数据的电子经纬仪、全站仪等仪器从野外实测获得。

数字地形图在道路设计中的应用研究【摘要】本文主要是论述了数字地形图在道路设计中的应用。

论述了数字地形图的通用性及其在道路设计中的适用范围和阶段，并从理论上对数字地形图在路线平面设计、纵横断面数据采集及其三维仿真分析等方面的应用，做了详细介绍和说明。

【关键词】数字地形图;道路;设计0.前言在实际应用中，数字地形图用途广泛。

利用该方法进行公路勘测设计，设计人员可以站在系统的高度进行比较全面的规划设计，这样不但可以直接通过电脑等工具直接在数字地形图上进行路线线形设计，还可以同时对多种方案进行对比，有利于设计出最经济、最合理的路线方案，而不需要多次进行现场勘测，真正做到了保证设计质量，提高工作效率、缩短设计周期、节约设计经费，从而在最大程度上为公路建设周期节省了人力、财力和时间。

1.数字地形图的应用1.1数字地形图的通用性数字地形图按照比例尺范围可分为l:500、l:2000、l:10000、l:50000、1:250000及1:1000000为主的主比例尺系列，不同比例尺的数字地形图在规划、设计、施工、科研和教学等领域有不同的应用范围，国家测绘部门根据实际应用情况制定了不同的编绘规范和标准，以满足各个领域的不同需要。

1.2数字地形图在道路设计中的适用范围目前，在道路设计中，应用最为广泛的地形图比例尺主要有1:2000、1:10000和1:50000三种，其他比例尺的地形图应用得较少。

其中，1:2000地形图主要用于绘制平面设计图，1:10000地形图主要用于平面总体选线设计，有时候可以用于勾绘和计算桥涵汇水面积，1:50000主要用于路线平面和纵断面缩图。

由于数字地形图主要是基于三维地形数据而建立的，而有的地形图的三维地形数据的更新速度较慢，数字地形图的现势性较差，新建地物不能及时更新到数字地形图上，因此，对于地形数据更新较慢的数字地形图，由于现势性不好，不建议进行道路设计；而对于地形数据更新较快、现势性较好的数字地形图，需要确认数字地形图的地形数据的更新情况，并且要到现场查看确认无误后，才可以进行道路设计；对于有少许地形数据不符的地形图，可以对数字地形图的补测和纠正后，进行道路设计。

数字地面模型技术在公路测设中的应用
钟斌
【期刊名称】《公路交通科技·应用技术版》
【年(卷),期】2011(007)0z1
【摘要】路线设计中需要通过采集的纵、横断面及地形资料来估算工程量,进而对设计路线进行修正以确定最优；这些工作往往需要反复进行；随着路线CAD技术的发展,利用数字地面模型技术(DTM)进行路线优化设计已在工程实践中的得到广泛应用,使路线方案比选真正成为一种可被量化的可能.
【总页数】3页(P100-102)
【作者】钟斌
【作者单位】新疆公路规划勘察设计院,新疆乌鲁木齐 830006
【正文语种】中文
【中图分类】U412
【相关文献】
1.全数字摄影测量系统VirtuoZo在公路勘测设计中的应用
2.数字地面模型技术在公路测设中的应用
3.数字高程模型的建立及其在公路勘测设计中的应用
4.数字地面模型(DTM)在公路测设中的作用
5.数字高程模型在公路勘测设计中的应用
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多地层数字地面模型在道路设计中的应用研究的开题报告一、研究背景随着城市化进程的发展，城市的道路网格越来越复杂，道路建设规划和设计也变得越来越重要。

为了确保道路安全和交通流畅，需要进行精细化设计和规划，其中数字地面模型是必不可少的基础数据。

数字地面模型是指一种以数字形式表达地球表面的模型，在道路设计中主要体现为数字高程模型和三维建模。

数字高程模型是利用测量仪器测量出地面高程的数值，以此构建出地面模型。

而三维建模则是将数字高程模型与道路路线进行配合，生成具有真实感和可视化效果的场景。

目前，数字地面模型已经得到了广泛的应用，尤其在道路设计方面。

广泛应用数字地面模型在道路设计方面，具体表现在以下几个方面：1.制定道路设计计划数字地面模型可以为道路规划提供必要的数据，如路面坡度、曲率、桥梁高度等，这些数据对于道路设计的精确性和安全性具有至关重要的作用。

2.识别道路问题通过数字地面模型，可以识别出道路中的问题，如道路破损、道路倾斜等，为道路的维护提供依据。

3.现实感建模数字地面模型可以用于现实感建模，可以在三维建模软件中进行修建，加入交通标志、路灯等设施，进行场景模拟和仿真。

二、研究目的和意义本研究旨在探讨数字地面模型在道路设计方面的应用及优势，具体包括以下几个目的：1.分析数字地面模型在道路设计中的应用情况和存在的问题。

2.通过数字高程模型的建立和三维建模的配合，完成道路设计图纸的绘制。

3.对数字地面模型在道路设计中的优势进行探讨，为道路设计提供参考。

通过本研究，可以更好地理解数字地面模型的应用场景和优势，为道路设计提供更加准确、安全和实用的数据，有利于提高道路设计的质量和科学性。

三、研究方法本研究主要采用文献综述和实验研究相结合的方法来完成：1.文献综述：通过分析相关文献，了解数字地面模型在道路设计中的应用情况和存在的问题，为后续实验研究提供理论基础。

2.实验研究：本研究将基于多地层数字地面模型，结合实际情况，通过数字高程模型的建立和三维建模的配合，完成道路设计图纸的绘制。

数字地面模型及其在路线设计中的应用研究的开题报告【题目】数字地面模型及其在路线设计中的应用研究【摘要】数字地面模型作为地理信息系统中的基本数据模型之一，在路线设计中具有重要的应用价值。

本文将针对数字地面模型的构建、数据源获取、数据处理和应用案例等方面做出详细介绍，探讨数字地面模型在路线设计中的应用方法和效果，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

【关键词】数字地面模型；路线设计；应用研究【背景】随着交通和城市化的快速发展和人们对交通出行的需求日益增长，道路交通路网建设和优化已成为一个重要领域。

而在路线设计中，数字地面模型的应用可以为道路规划、环境评估和交通管理等方面提供精准的数据支持，从而提高工作效率和质量。

【研究内容】本文将从以下几个方面开展研究：1. 数字地面模型的构建方法：介绍数字地面模型的概念、基本构成和建模方法，包括栅格模型、三角网格模型和TIN模型的构建原理和适用范围。

2. 数字地面数据的获取和预处理：介绍数字地面数据的来源和获取方法，包括全球卫星定位系统、激光雷达、数字化地图和航空影像等数据的采集和预处理。

3. 数字地面模型在路线设计中的应用案例：以实际的道路规划项目为例，探讨数字地面模型在路线设计中的应用方法和效果，包括路径规划、交通流分析和环境评估等方面。

【研究意义】本文的研究成果可以为数字地面模型在路线设计中的应用提供实践型经验和参考，为相关领域的研究和实践贡献力量。

同时，本文的研究也可以为数字地面模型相关研究提供一个拓展视野和思路。

【研究方法】本文的主要研究方法包括文献综述、案例分析和实验研究等方法。

通过收集相关文献和实际案例，分析数字地面模型的构建方法和应用特点，探讨数字地面模型在路线设计中的应用效果。

【预期成果】本文预计可以探究数字地面模型在路线设计中的应用方法和效果，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

同时，本文的研究成果也可以为数字地面模型相关研究提供扩展性思路和研究视角。