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摘要：随着我国经济的不断发展，我国的交通运输业也得到了迅速的发展。在交通运输方面，逆向工程技术是公路施工中常用的技术。因此我们在实际公路设计中需要针对施工的具体情况选择合理的施工方案来进行施工。本文作者就公路设计中逆向工程的应用情况做了分析，希望通过本文的分析和阐述可以加深对公路设计中逆向工程的了解，从而推动我国交通运输事业获得更好的发展。
关键词：公路设计；逆向工程；技术应用
1逆向工程技术的概述
我们常说的逆向工程技术在公路设计中的应用，主要是在工作过程中对主要是对实物模型进行的数据采集和建立数字模型这两个方面。如今，我国的逆向工程技术不断发展，已经逐渐和计算机一级CAD技术结合在一起。逆向工程技术主要就是结合三维技术以及3D测量系统对实物模型进行数据的采集和模型的重建，逆向设计是相对于正向设计而言，但是逆向工程技术在模型的重建阶段会更加准确。在公路设计中一般使用逆向技术主要是逆向工程技术可以对三维地形实物点云数据还有其他方面的内容进行收集，如三维位置坐标、大小、色彩等等。
2逆向工程数据采集技术
在逆向工程中首要的就是数据采集阶段，但是一定要注意采集数据信息的准确性和及时性，数据采集信息的准确性会直接影响到建模的质量。逆向工程的广泛应用对于数据采集技术的发展也起到了巨大的推动作用。如今，在数据采集方面的测量机有着较多的种类，并且有着差异化的测量精度和测量速度，因此在测量过程就需要我们针对需要测量的具体情况选择合理的测量方式来进行测量。一般来说，数据测量的原理是将三坐标测量机的测量空间放置在被测区域，根据三坐标机上的位置显示就可以获得各个点的坐标，然后对点的坐标信息进行整理形成拟量元素，这样就可以算出所在地的形状、位置。注意在测量过程中一定要保障测量数据的高效性和准确性。
3数据处理流程
在逆向工程中，一定要注意数据环节的处理，因为数据处理的质量会直接对整个数据模型的重建造成影响。往往我们经过数据采集阶段得到的数据是比较离散的点，这些点给与的信息可能是有效的也有可能是无效的，因此就必须对数据进行处理，筛选出有效信息，才能得到高精度的DEM。在数据处理阶段一般包括数据滤波、数据平滑处理阶段。数据精简阶段以及数据分割阶段。
（1）数据滤波：当有行人或者行车经过路面时会产生痕迹，这样在进行数据处理的时候就必须要先剔除这些点云，不提出的话就会对数据处理的结果造成影响。数据滤波就是消除这些点产生的噪声。噪声和测量对象的点云存在着不同，噪声的点云比较杂乱，不够连续。那么就可以将路面点云投影于垂直于路面的面，将点云划分到各个单元，最后对单元格里的点云进行处理就可以得到结果，我们处理的方式是用网格删选出阙值比较大的点云。通过这个过程，可以将大部分噪声给消除掉。在消除噪声的过程中，需要充分结合工程的具体情况，不同的路面状况往往有着不同的阙值。因此就要求我们在数据处理的过程中针对具体情况划分不同的单元。
（2）数据平滑：我们可以使用标准高斯、中值滤波算法来完成数据平滑阶段。标准高斯是指经过高斯滤波器的处理，保留原数据的形貌，将滤波窗口内各个数据点的统计值作为平均滤波器采样点的值。一般经过高斯滤波器的数据就是已经处理掉的数据。在实际应用过程中，我们需要参照将点云质量和后续建模要求进行综合考虑来选择滤波器。
（3）是数据精简：在对曲面重构时，如果发现点云的密度过密就需要进行处理，因为点云的密度会对计算机的运行速度以及操作的流畅度造成影响，这样曲面生成的过程也会相应的延长。因此，针对这种情况，我们就需要针对不同类型的点云，选择不同的精简方法。
（4）是数据分割：数据分割是将相似类型的自曲面划分开，这样数据之间就不会重叠，也可以更好的建立曲面模型。通常我们在进行数据分割时候主要采取自动分割法和测量分割法来进行分割。自动分割法是针对相似类型的边来进行划分，基于边的分割方法是在两个区域边界方面，选择的是测量点的曲率变化，最终分割得到封闭的边界区域。测量分割法是针对不同面来进行划分，而基于面的分割方法则是将有着相似几何特征的点作为同一个区域。
4逆向工程技术在公路设计中的应用
在公路设计中，我们常常需要对公路进行改造，一般来说，进行改造的时候我们需要首先考虑到环境因素，其次才是房屋的重建和还原。逆向工程在公路设计主要有以下几点应用，
4.1是采集和处理地形数据
对地形的数据进行采集，这个过程使用到的仪器就是激光扫描仪，激光扫描仪主要是由测距系统和扫描系统两个部份构成。对于需要接触的测距时候，可以利用激光在发送和接收之间的激光差来计算两者之间的距离。在不需要进行距离的测量的时候，一般是利用反光镜发送均匀的旋转激光束，发射等角的速度，然后测量竖直和水平方向的激光束。这样就可以参照测距系统测出来的数据和扫描系统测出来的方向得出扫描点的三维坐标。等到上述步骤完成后借助imgeware软件，将得到的数据进行处理，最后就可以对完整的点云文本数据和三维坐标数据进行获取。
4.2是对模型进行构建
在CARD/1软件中输入三维点数据的文本，导出DEM，将采样之间的距离控制在0.2m，将等高线之间的距离控制在1的范围内。这样将文件导入到软件中，这样具可以得到带颜色的文件。
4.3设计模型阶段
结合点云地形图进行平面设计，就可以在确定旧路中心线和边缘线，因此就可以最大程度还原实景。在设计的时候更应该并且参照施工现场的施工情况选择合适的角度，以便科学的设计三维状态的模型方案。
4.4设计纵断面和横断面
在设计纵断面和横断面时，我们可以借助于点云的地面线数据。我们可以借助点云DEM来对纵截面的数值进行获取，我们就可以对地面的情况进行了解。通过这种方法可以最大程度的还原原有的建筑物，另外还可以应用于了解建筑物的拆迁情况。
总结：综上，随着人们生活水平的提高，对公路设计的要求也就越来越高，在现在公路施工设计中，逆向工程技术已经得到了广泛的应用和推广，主要是逆向技术相比于其他技术来说更加高效、准确。但是在施工过程中，任然需要我们针对施工的具体情况，合理的选择测量方法，按照相关的要求来进行，从而能够提高我国的公路设计的质量，推动我国交通运输事业获得更好的发展。
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