三维公路选线CAD ——基于等高线构造三角网

论文摘要

随着我国经济建设的飞速发展和人民群众的需要,国家对公路等基础设施的建设日益重视,在交通领域的投资也逐年增加,进一步促进了公路交通事业的快速发展。交通事业的加快发展对公路勘测设计人员的设计质量和效率提出了更高的要求。如何在我国复杂的地形环境中选择出技术可行、经济合理的路线,如何设计出高标准、高质量的公路成了放在很多公路勘测设计人员面前的难题。随着科学技术的进步和计算机技术在各个领域的广泛使用,计算机也成为公路勘测设计人员的必备工具。公路勘测设计人员要通过计算机来进行公路选线,高效、快捷、高水平的公路选线软件的需求也就迫在眉睫。本文所研究的“基于等高线的三维道路选线的设计”就是为公路勘测设计人员提供的一个神兵利器。软件以地形等高线为依据,通过提取地形数据、设计数据存储结构、构建三角网、生成数字高程模型、在生成三维模型的基础上进行公路选线设计。论文首先介绍了如何从DXF数据文件中提取地形数据,通过设计合适的数据存储结构来存储提取出来的地形数据。在此基础上,设计合理的算法构建三角网。在初步构建完成后,对三角网中出现的叠加、相交等问题进行处理,进而生成数字高程模型。采用OpenGL技术利用已经生成的数字高程模型生成具有真实感的地形。在生成的真实感地形上进行公路选线设计,获取公路路线设计的型值点,主要采用三次样条插值算法拟合出公路中心基线,根据公路基线求得公路的左右边线,进而完成公路线路三维模型的建立,采用OpenGL技术生成具有真实感的公路。公路生成结束后,还可以利用OpenGL技术动态漫游三维真实感公路,为公路勘测设计人员提供了形象、直观、逼真的视觉效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.1.1 国外研究现状
• 1.1.2 国内研究情况
• 1.2 论文研究主要目的和主要工作
• 1.2.1 论文研究的目的
• 1.2.2 论文的主要工作
• 第二章 课题所涉及的知识
• 2.1 OpenGL概述
• 2.1.1 OpenGL体系结构
• 2.1.2 OpenGL的工作流程
• 2.1.3 OpenGL的主要功能
• 2.1.4 MS3D三维模型的加载
• 2.2 数字高程模型的建立方法
• 2.2.1 等高线数据获取
• 2.2.2 数字模型的几种表现形态
• 2.2.3 基于等高线的三角网建模
• 第三章 三维地形模型的建立
• 3.1 数据文件结构分析
• 3.2 数据存储结构分析
• 3.2.1 等高线信息存储结构
• 3.2.2 特征点信息存储结构
• 3.2.3 三角网存储结构
• 3.3 三维地形模型的建立
• 3.3.1 等高线构网
• 3.3.2 特征点的加入
• 3.3.3 虚拟地形的创建
• 第四章 公路的选线设计
• 4.1 公路线路的存储方式
• 4.2 公路选线
• 4.2.1 选取线路型值点
• 4.2.2 三次样条曲线拟合
• 4.2.3 滑动平均法修正高程信息
• 4.3 公路合理性分析
• 4.3.1 坡度计算
• 4.3.2 三维曲率计算
• 4.3.3 侧面坡度
• 4.3.4 数据图表显示
• 4.4 三维公路模型的设计
• 4.4.1 公路模型的建立
• 4.4.2 公路两侧景观的设计
• 4.4.3 路边景观的设计
• 第五章 公路漫游
• 5.1 真实感效果的实现
• 5.2 漫游效果的实现
• 第六章 系统功能概述
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢