專(zhuān)利名稱(chēng)：一種公路三維選線(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公路選線(xiàn)，尤其是涉及一種公路三維選線(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的公路三維選線(xiàn)方法包括收集和分析線(xiàn)路區(qū)域內(nèi)有關(guān)資料、在大 比例尺地形圖上初定多個(gè)可選路線(xiàn)、實(shí)地勘測(cè)后確定終選路線(xiàn)。這種公路 選線(xiàn)方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，無(wú)法看到實(shí)地立體圖像，在很大程度上取決于選線(xiàn)人 員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平，不適合用于工期相對(duì)較緊、要求較高的工程。 尤其是采用這種二維方法選線(xiàn)選位，不能和實(shí)際地形地貌相協(xié)調(diào)，也不能 和地質(zhì)災(zāi)害等實(shí)際狀況緊密結(jié)合，由于取樣點(diǎn)少，在土石方數(shù)量的計(jì)算根 本無(wú)法保證精度，且無(wú)法即刻得出路線(xiàn)土方量和工程造價(jià)，不利于初定選 線(xiàn)變化后的調(diào)整，不利于多個(gè)初定選線(xiàn)比較，難以確定終選路線(xiàn)是真正經(jīng) 濟(jì)合理的路線(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種基
于數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model,縮寫(xiě)為DEM)和高分辨率衛(wèi) 星影像，并借助3D立體顯示設(shè)備實(shí)現(xiàn)的公路三維選線(xiàn)方法。 本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以解決。 這種公路三維選線(xiàn)方法的特點(diǎn)是包括以下步驟
1) 獲取路線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)域的DEM和高分辨率影像2) 進(jìn)行平面初步定線(xiàn)；3) 進(jìn)行三維平縱定線(xiàn)；
4) 進(jìn)行立體模型定線(xiàn)，確定終選路線(xiàn)。 本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。 所述步驟l)獲取DEM和高分辨率影像圖，有以下子步驟
l-l)獲取路線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)域的DEM,獲取DEM的方式，包括攝影測(cè)量法、 地形圖數(shù)字化法和地面測(cè)量法；
1- 2)獲取高分辨率影像圖，包括衛(wèi)星搭載的傳感器拍攝的遙感圖 片與飛機(jī)或者氣球搭載的傳感器拍攝的遙感影像。
所述步驟2)進(jìn)行平面初步定線(xiàn)，有以下子步驟
2- 1)將高分辨率影像圖變換為正射影像圖； 2-2)進(jìn)行平面初步定線(xiàn)；
2-3 )分塊處理DEM,對(duì)大規(guī)模地形進(jìn)行紋理分塊映射；
2- 4)裁剪地形網(wǎng)格。
所述步驟3)進(jìn)行三維平縱定線(xiàn)，有以下子步驟
3- 1)釆用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建并顯示三維地形模型； 3-2)確定基于三維空間的道路縱坡；
3-3)動(dòng)態(tài)調(diào)整路線(xiàn)平縱線(xiàn)形；
3- 4)無(wú)縫疊加真實(shí)感地形和三維公路模型。
所述步驟4)進(jìn)行立體模型定線(xiàn)，確定終選路線(xiàn)，有以下子步驟
4- 1 )根據(jù)分步驟3-4-4)建立的公路、地形立體模型，采用VRML交 互技術(shù)進(jìn)入每公里樁號(hào)的視點(diǎn)，通過(guò)3D顯示設(shè)備查看平縱組合的合理性, 調(diào)整視點(diǎn)高度，觀(guān)看設(shè)計(jì)與環(huán)境的關(guān)系，如發(fā)現(xiàn)不合理之處，即刻調(diào)整平面線(xiàn)位或路線(xiàn)縱坡；
4-2 )通過(guò)3D顯示設(shè)備多角度觀(guān)看橋梁、隧道與地形的實(shí)際結(jié)合情況， 對(duì)確定的橋隧樁號(hào)做進(jìn)一步精確調(diào)整，沿路線(xiàn)前進(jìn)方向飛行漫游，查看全 線(xiàn)邊坡設(shè)置是否合理；
4-3)借助3D顯示設(shè)備模擬人眼左右眼不同的視覺(jué)，進(jìn)入逼真的公路 三維立體視圖，在公路三維立體視圖中通過(guò)橫斷面模擬、行車(chē)模擬、視距 檢測(cè)、環(huán)境景觀(guān)協(xié)調(diào)方式進(jìn)一步調(diào)節(jié)線(xiàn)位；
4-4)釆用平面俯視、高空鳥(niǎo)瞰、低空飛行、路面行駛的視覺(jué)模擬形 式檢查公路選線(xiàn)方案，如果在模擬中發(fā)現(xiàn)平面線(xiàn)位有更好方案，就選擇另 一條平面線(xiàn)位，返回步驟2)進(jìn)行平面定線(xiàn)，重新選擇精確線(xiàn)位；
4-5)即時(shí)更新全線(xiàn)的工程量，查看每個(gè)調(diào)整后的工程造價(jià)的變化， 直到確定最佳路線(xiàn)方案。
所述步驟1)通過(guò)攝影測(cè)量法、地形圖數(shù)字化法和地面測(cè)量法三種方 式，可快速獲取路線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)域的DEM,用于公路選線(xiàn)中；現(xiàn)有的公路選線(xiàn) 過(guò)程中不使用DEM，而只利用數(shù)字化地形圖。實(shí)現(xiàn)高分辨率影像圖和數(shù)字 化地形圖的疊加應(yīng)用，可以在平面定線(xiàn)過(guò)程中逼真看到地形與地貌；現(xiàn)有 是直接在數(shù)字化地形圖上定線(xiàn)，無(wú)法看到地形彩色影像。
所述步驟2)對(duì)DEM進(jìn)行分塊處理，將糾正后的正射影像圖按DEM的 分塊格局進(jìn)行紋理分塊映射，可減少數(shù)據(jù)運(yùn)算量達(dá)到10倍以上，以達(dá)到 快速模擬顯示大規(guī)模地形目的。釆用邊界線(xiàn)計(jì)算、頂點(diǎn)約東法，按照外部 邊界線(xiàn)裁剪地形網(wǎng)格，實(shí)現(xiàn)了三維地形的模型最終建立；現(xiàn)有針對(duì)地形可 視化的應(yīng)用，沒(méi)有按路線(xiàn)走向的邊界進(jìn)行高效的裁剪，造成數(shù)據(jù)冗余，實(shí)時(shí)顯示效率較低，不能用于大規(guī)模地形的公路三維選線(xiàn)。
所述步驟3)采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建并顯示三維地形模型，模擬人眼
顯示原理，更加真實(shí)顯示三維地形環(huán)境，以便實(shí)現(xiàn)三維定線(xiàn)；現(xiàn)有的公路 選線(xiàn)無(wú)法做到三維化。采用三維平縱定線(xiàn)方法進(jìn)行交互式拉坡，能直觀(guān)看 到設(shè)計(jì)線(xiàn)與地形的空間關(guān)系，能準(zhǔn)確選擇合適的拉坡線(xiàn)，避免對(duì)實(shí)地情況 不了解而出現(xiàn)的失誤，達(dá)到準(zhǔn)確拉坡、縮短周期的目的；現(xiàn)有的公路選線(xiàn) 都是在平面中拉坡，不夠直觀(guān)，無(wú)法和周邊地形、景觀(guān)緊密結(jié)合。動(dòng)態(tài)調(diào)
整路線(xiàn)平縱線(xiàn)形，在選線(xiàn)的過(guò)程中通過(guò)DEM實(shí)時(shí)獲取土石方數(shù)量，利于路
線(xiàn)的反復(fù)良性調(diào)整，使得選線(xiàn)方案更加經(jīng)濟(jì)、更加合理；現(xiàn)有的公路選線(xiàn) 只能在方案全部確定后，才能計(jì)算路線(xiàn)土石方數(shù)量，中間周期非常長(zhǎng)，在 要求完成時(shí)間短的情況下，往往會(huì)忽視很多有益的方案調(diào)整。運(yùn)用無(wú)縫疊 加真實(shí)感地形和三維公路模型的方法，可以實(shí)現(xiàn)公路模型和地形模型在三 維空間的一體化，建立精確的公路、地形立體模型；現(xiàn)有的公路三維模型 只能用于行車(chē)模擬中，而未與大規(guī)模地形緊密結(jié)合用于公路選線(xiàn)中。
所述步驟4 )是立體模型定線(xiàn)過(guò)程，可以通過(guò)3D顯示設(shè)備讓選線(xiàn)人員 模擬進(jìn)入逼真的公路三維立體視圖，細(xì)化到對(duì)路線(xiàn)邊坡、邊溝的調(diào)整，調(diào) 整的方法多樣化，更容易讓選線(xiàn)人員發(fā)現(xiàn)選線(xiàn)過(guò)程中路線(xiàn)存在的問(wèn)題，能 讓選線(xiàn)人員獲更豐富、直觀(guān)的信息，并精確完成路線(xiàn)選線(xiàn)，將精確的公路 模型、三維地形通過(guò)立體顯示方式進(jìn)行公路選線(xiàn)，需要解決公路建模、實(shí) 時(shí)立體顯示、模型優(yōu)化、場(chǎng)景交互的技術(shù)問(wèn)題，這是現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法做到的。
綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是 本發(fā)明方法可在選線(xiàn)過(guò)程中通過(guò)3D立體顯示設(shè)備逼真模擬人左右眼的不同視覺(jué)，更加直觀(guān)、立體地觀(guān)看路線(xiàn)選址，并細(xì)化到橋梁、隧道、邊 坡、邊溝等在地形中的布設(shè)，將公路選線(xiàn)與實(shí)地真實(shí)三維景觀(guān)緊密結(jié)合， 即刻得出路線(xiàn)土方量和工程造價(jià)，以利于初定選線(xiàn)變化后的調(diào)整和多個(gè)初 定選線(xiàn)比較，確定終選路線(xiàn)是真正經(jīng)濟(jì)合理的路線(xiàn)。本發(fā)明方法不僅可用 于公路選線(xiàn)，而且可用于對(duì)釆用傳統(tǒng)方法的選線(xiàn)進(jìn)行選線(xiàn)優(yōu)化，以節(jié)省整 條公路的投資。


附圖是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)照附圖并結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
一種用于某段高速公路的三維選線(xiàn)方法，包括以下步驟
步驟l)獲取路線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)域DEM和高分辨率影像圖，有以下子步驟-.
1-1)獲取路線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)域的DEM,獲取DEM的方式，包括攝影測(cè)量法、 地形圖數(shù)字化法和地面測(cè)量法；
所述攝影測(cè)量法是以航空或航天遙感圖像為數(shù)據(jù)源，利用遙感立體像 對(duì)，釆用攝影測(cè)量的方法建立空間地形立體模型，量取密集數(shù)字高程數(shù)據(jù)， 建立DEM;釆集數(shù)據(jù)的攝影測(cè)量?jī)x器包括附有自動(dòng)記錄裝置的立體測(cè)圖儀、 附有自動(dòng)記錄裝置的立體坐標(biāo)儀、解析測(cè)圖儀，以及數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)；
所述地形圖數(shù)字化法是以比例尺大于1: 1萬(wàn)的國(guó)家近期地形圖為數(shù)據(jù) 源，從中量取中等密度地面點(diǎn)集的高程數(shù)據(jù)，建立DEM，具體釆集方法包 括手工釆集法、手扶跟蹤數(shù)字化儀釆集法、掃描釆集法；
所述地面測(cè)量法用于建立小范圍大比例尺區(qū)域的DEM，是利用測(cè)量設(shè)備測(cè)量地面目標(biāo)點(diǎn)的三要素方向、距離和高差，得出目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)， 存儲(chǔ)為建立DEM的原始數(shù)據(jù)；所述測(cè)量設(shè)備包括GPS、全站型電子速測(cè)儀 (Electronic Total Station),以及測(cè)距經(jīng)煒儀；
1- 2)獲取高分辨率影像圖，包括衛(wèi)星搭載的傳感器拍攝的遙感圖 片與飛機(jī)或者氣球搭載的傳感器拍攝的遙感影像；
所述遙感圖片與遙感影像的分辨率至少為lm,其中衛(wèi)星遙感圖片包 括分辨率為lm的IK0N0S衛(wèi)星圖像、分辨率為0. 61m的QuickBird衛(wèi)星圖 像。
2)進(jìn)行平面初步定線(xiàn)，有以下子步驟
2- 1)將高分辨率影像圖變換為正射影像圖，變換后與地形數(shù)據(jù)進(jìn)行 精確配準(zhǔn)，使衛(wèi)星圖片顯示的地區(qū)和地形數(shù)據(jù)表示的范圍、邊界一致；
2-2)進(jìn)行平面初步定線(xiàn)；將數(shù)字化地形圖與正射影像圖在同一坐標(biāo) 體系疊加為平面地形圖，在平面地形圖上，根據(jù)公路路線(xiàn)走向，調(diào)整路線(xiàn) 平面線(xiàn)形，即平面初步定線(xiàn)；包括按照平面地形圖上公路與真實(shí)環(huán)境的直 觀(guān)位置關(guān)系，初步確定平面線(xiàn)形，得到平面路線(xiàn)的曲線(xiàn)要素和逐樁坐標(biāo)；
所述真實(shí)環(huán)境包括河流、村莊、公路、等高線(xiàn)、高程；
所述正射影像圖是具有正射投影性質(zhì)的遙感影像，是經(jīng)過(guò)幾何等糾正 后的影像，可直接用于影像判讀、量測(cè)和專(zhuān)題制2-3)分塊處理DEM，對(duì)大規(guī)模地形進(jìn)行紋理分塊映射，包括以下分步
驟
2-3-1 )根據(jù)步驟2-2 )平面初步定線(xiàn)獲取的逐樁坐標(biāo)數(shù)據(jù)確定路線(xiàn)走 向范圍，以覆蓋路線(xiàn)走向范圍且盡量避免數(shù)據(jù)重疊為原則，分塊處理DEM,并以多塊無(wú)縫拼接的DEM表示三維帶狀地形；
所述無(wú)縫拼接，指DEM以不同大小的矩形塊存在，在三維空間緊密連 接，各個(gè)塊之間沒(méi)有重疊，也不存在縫隙；
2-3-2 )將正射影像圖按DEM的分塊格局進(jìn)行紋理分塊映射；
所述紋理分塊映射是將大塊影像圖分割處理，分割后的每塊正射影像 的頂點(diǎn)坐標(biāo)、影像分辨率、圖像長(zhǎng)度、圖像寬度與DEM數(shù)據(jù)建立一一對(duì)應(yīng) 關(guān)系；
2-4)裁剪地形網(wǎng)格，按照平面初步定線(xiàn)的范圍裁剪地形網(wǎng)格，包括 以下分步驟
2-4-1 )根據(jù)步驟2-2 )平面初步定線(xiàn)獲取的逐樁坐標(biāo)數(shù)據(jù)，計(jì)算被裁 剪地形的外部邊界線(xiàn)，所述外部邊界線(xiàn)包括表示右路線(xiàn)中線(xiàn)向左側(cè)擴(kuò)散的 輪廓線(xiàn)的路線(xiàn)左側(cè)邊界點(diǎn)集合、表示右路線(xiàn)中線(xiàn)向右側(cè)擴(kuò)散的輪廓線(xiàn)的路 線(xiàn)右側(cè)邊界點(diǎn)集合、起點(diǎn)路線(xiàn)法線(xiàn)、終點(diǎn)路線(xiàn)法線(xiàn)；
2-4-2 )將分步驟2-4-1 )中邊界以外的數(shù)據(jù)點(diǎn)篩選在外，逐一選擇第 一至最后一塊DEM數(shù)據(jù)；
2-4-3)采用頂點(diǎn)約東法判斷和選擇合理邊界點(diǎn)；
所述頂點(diǎn)約東法是根據(jù)DEM格網(wǎng)的精度，選擇構(gòu)成矩形四個(gè)頂點(diǎn)的坐 標(biāo)，判斷四點(diǎn)是否被篩選在邊界線(xiàn)外，如果四點(diǎn)均被篩選在邊界線(xiàn)外，則 其內(nèi)部的大量DEM數(shù)據(jù)點(diǎn)就不再做邊界判斷；
2-4-4)將每塊DEM數(shù)據(jù)中未被篩選的點(diǎn)進(jìn)行三維空間構(gòu)網(wǎng)，形成具 有沿路線(xiàn)走向?qū)傩缘牡匦文Ｐ?，模型用于三維平縱定線(xiàn)。
3)進(jìn)行三維平縱定線(xiàn)，確定基于三維空間的道路縱坡，包括以下子步驟
3-1)釆用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建并顯示三維地形模型，包括以下分步驟 3-1-1 )采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立裁剪好的地形模型和路線(xiàn)平面模型； 所述虛擬現(xiàn)實(shí)是指由計(jì)算機(jī)生成的人造世界，在所述人造世界中，人 可以用自然方式操作對(duì)象，與對(duì)象互動(dòng)；
所述自然方式是人聲和人體動(dòng)作； 所述人體動(dòng)作包括頭部轉(zhuǎn)動(dòng)、眼動(dòng)和手勢(shì)；
所述虛擬現(xiàn)實(shí)采用三維設(shè)備或傳感設(shè)備以及VRML完成交互操作； 3-1-2 )釆用VRML實(shí)現(xiàn)公路路線(xiàn)漫游實(shí)時(shí)交互，以及二維數(shù)據(jù)和三維 空間的交互；
3-1-3)采用3D顯示設(shè)備和VRML的立體顯示驅(qū)動(dòng)相結(jié)合，實(shí)時(shí)顯示 真實(shí)的三維地形，實(shí)現(xiàn)立體視覺(jué)顯示，在人左右眼形成視線(xiàn)角度不同的圖 像；
所述3D顯示設(shè)備包括立體濾色眼鏡、頭盔式3D顯示器和3D投影設(shè)備。
3-2)確定基于三維空間的道路縱坡，包括以下分步驟
3-2-1)從DEM數(shù)據(jù)中獲取路線(xiàn)中線(xiàn)地面高程，用于輔助縱斷面拉坡 及觀(guān)看拉坡線(xiàn)與地面線(xiàn)相交的情況；
3-2-2 )通過(guò)3D顯示設(shè)備實(shí)時(shí)化顯示疊加高分辨率影像的DEM模型， 將分步驟3-2-1)獲取的路線(xiàn)中線(xiàn)地面高程，在DEM模型表面以緊貼地表 分布的線(xiàn)段方式顯示，用于拉坡時(shí)參考；
3-2-3)開(kāi)始三維平縱定線(xiàn)，在三維視圖上采取可視化的方式，調(diào)整公路路線(xiàn)的平面線(xiàn)形、縱坡、豎曲線(xiàn)，從路線(xiàn)的起點(diǎn)開(kāi)始，依次顯示每個(gè) 公里樁號(hào)的三維視圖，通過(guò)交互的方式進(jìn)行拉坡，調(diào)整變坡點(diǎn)及縱坡、豎 曲線(xiàn)數(shù)值，拉坡過(guò)程中通過(guò)拉坡線(xiàn)和地面高程線(xiàn)的垂直距離，直接查詢(xún)填 挖高度； '
3-2-4)拉坡至路線(xiàn)的終點(diǎn)后，以數(shù)據(jù)文件表示形成的縱坡線(xiàn)，繪制
路線(xiàn)豎曲線(xiàn)圖，參照?qǐng)D紙?jiān)谌S空間調(diào)整不合理變坡點(diǎn)的位置；
3-2-5)調(diào)整變坡點(diǎn)及縱坡后，通過(guò)3D顯示設(shè)備進(jìn)入路線(xiàn)三維視圖， 調(diào)整視點(diǎn)髙度，模擬實(shí)地勘察，確定路線(xiàn)平面、縱坡以及沿線(xiàn)構(gòu)造物樁號(hào)， 所述沿線(xiàn)構(gòu)造物包括橋梁、隧道、分離立交橋；
3-2-6)實(shí)時(shí)計(jì)算出基于DEM的工程造價(jià)，包括全線(xiàn)土石方量、每段 土石方量、每公里土石方量，公路模型與地形模型的相交點(diǎn)均采用雙曲拋 物面內(nèi)插法差值，以立體模型處理填挖面積。
3-3)動(dòng)態(tài)調(diào)整路線(xiàn)平縱線(xiàn)形，包括以下分步驟
3-3-l)在三維視圖上繼續(xù)調(diào)整不合理的平面線(xiàn)形，并相應(yīng)調(diào)整路線(xiàn) 平面、縱坡包括沿線(xiàn)構(gòu)造物樁號(hào)；
3-3-2)根據(jù)路線(xiàn)的平縱線(xiàn)形，分析每公里土石方量，調(diào)整優(yōu)化土石 方量過(guò)大路段，直到路線(xiàn)方案更加合理；
3-3-3)對(duì)于路線(xiàn)平面存在問(wèn)題、改動(dòng)較大的，或者拉坡后需要重新 選擇路線(xiàn)平面的，重復(fù)步驟2)進(jìn)行平面初步定線(xiàn)。
3-4)無(wú)縫疊加真實(shí)感地形和三維公路模型，包括以下分步驟
3-4-l)先構(gòu)成完整的閉合折線(xiàn)，再針對(duì)每一段閉合折線(xiàn)對(duì)地形重新 裁剪分塊；3-4-2)針對(duì)分塊地形按坐標(biāo)映射關(guān)系疊加高分辨率衛(wèi)星影像； 3-4-3)在三維空間中繪制公路模型；所述公路模型包括路基、路面、
邊坡、邊溝、標(biāo)線(xiàn)、欄桿、綠化帶、土路肩、硬露肩，其左右邊溝、邊坡
與地形模型在三維空間上融為 一體；
3- 4-4)根據(jù)橋梁、隧道、立交設(shè)置疊加橋梁、隧道、立交模型以及 車(chē)輛、標(biāo)志牌、樹(shù)木、云彩模型，建立公路、地形立體模型。
4)進(jìn)行立體模型定線(xiàn)，在三維空間以三維可視方式調(diào)整包含路線(xiàn)橫 斷面實(shí)體的公路立體模型，進(jìn)而調(diào)整路線(xiàn)方案，確定終選路線(xiàn)，所述立體 模型包括公路模型、地形模型，包括以下子步驟
4- 1 )根據(jù)分步驟3-4-4 )建立的公路、地形立體模型，采用VRML交 互技術(shù)進(jìn)入每公里樁號(hào)的視點(diǎn)，通過(guò)3D顯示設(shè)備查看平縱組合的合理性， 調(diào)整視點(diǎn)高度，觀(guān)看設(shè)計(jì)與環(huán)境的關(guān)系，如發(fā)現(xiàn)不合理之處，即刻調(diào)整平 面線(xiàn)位或路線(xiàn)縱坡；
4-2 )通過(guò)3D顯示設(shè)備多角度觀(guān)看橋梁、隧道與地形的實(shí)際結(jié)合情況， 對(duì)確定的橋隧樁號(hào)做進(jìn)一步精確調(diào)整，沿路線(xiàn)前進(jìn)方向飛行漫游，查看全 線(xiàn)邊坡設(shè)置是否合理；
4-3)借助3D顯示設(shè)備模擬人眼左右眼不同的視覺(jué)，進(jìn)入逼真的公路 三維立體視圖，在公路三維立體視圖中通過(guò)橫斷面模擬、行車(chē)模擬、視距 檢測(cè)、環(huán)境景觀(guān)協(xié)調(diào)方式進(jìn)一步調(diào)節(jié)線(xiàn)位；
4-4)采用平面俯視、高空鳥(niǎo)瞰、低空飛行、路面行駛的視覺(jué)模擬形 式檢查公路選線(xiàn)方案，如果在模擬中發(fā)現(xiàn)平面線(xiàn)位有更好方案，就選擇另 一條平面線(xiàn)位，返回步驟2)進(jìn)行平面定線(xiàn)，重新選擇精確線(xiàn)位；4-5)即時(shí)更新全線(xiàn)的工程量，查看每個(gè)調(diào)整后的工程造價(jià)的變化， 直到確定最佳路線(xiàn)方案。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō) 明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替 代或明顯變型，而且性能或用途相同，則應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的 權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種公路三維選線(xiàn)方法，其特征在于包括以下步驟1)獲取路線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)域的DEM和高分辨率影像圖；2)進(jìn)行平面初步定線(xiàn)；3)進(jìn)行三維平縱定線(xiàn)；4)進(jìn)行立體模型定線(xiàn)，確定終選路線(xiàn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的公路三維選線(xiàn)方法，其特征在于 所述步驟1)獲取路線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)域的DEM和高分辨率影像圖，有以下子步驟l-l )獲取路線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)域的DEM;1- 2)獲取高分辨率影像圖，包括衛(wèi)星搭載的傳感器拍攝的遙感圖 片與飛機(jī)或者氣球搭載的傳感器拍攝的遙感影像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的公路三維選線(xiàn)方法，其特征在于所述步驟2)進(jìn)行平面初步定線(xiàn)，有以下子步驟2- 1)將高分辨率影像圖變換為正射影像圖； 2-2)進(jìn)行平面初步定線(xiàn)；2-3)分塊處理DEM，對(duì)大規(guī)模地形進(jìn)行紋理分塊映射；2- 4)裁剪地形網(wǎng)格。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的公路三維選線(xiàn)方法，其特征在于 所述步驟3)進(jìn)行三維平縱定線(xiàn)，有以下子步驟3- 1)釆用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建并顯示三維地形模型； 3-2)確定基于三維空間的道路縱坡；3-3)動(dòng)態(tài)調(diào)整路線(xiàn)平縱線(xiàn)形；3- 4)無(wú)縫疊加真實(shí)感地形和三維公路模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的公路三維選線(xiàn)方法，其特征在于 所述步驟4)進(jìn)行立體模型定線(xiàn)，確定終選路線(xiàn)，有以下子步驟4- 1)根據(jù)分步驟3-4-4)建立的公路、地形立體模型，釆用VRML交 互技術(shù)進(jìn)入每公里樁號(hào)的視點(diǎn)，通過(guò)3D顯示設(shè)備查看平縱組合的合理性， 調(diào)整視點(diǎn)高度，觀(guān)看設(shè)計(jì)與環(huán)境的關(guān)系，如發(fā)現(xiàn)不合理之處，即刻調(diào)整平 面線(xiàn)位或路線(xiàn)縱坡；4-2)通過(guò)3D顯示設(shè)備多角度觀(guān)看橋梁、隧道與地形的實(shí)際結(jié)合情況， 對(duì)確定的橋隧樁號(hào)做進(jìn)一步精確調(diào)整，沿路線(xiàn)前進(jìn)方向飛行漫游，查看全 線(xiàn)邊坡設(shè)置是否合理；4-3)借助3D顯示設(shè)備模擬人眼左右眼不同的視覺(jué)，進(jìn)入逼真的公路 三維立體視圖，在公路三維立體視圖中通過(guò)橫斷面模擬、行車(chē)模擬、視距 檢測(cè)、環(huán)境景觀(guān)協(xié)調(diào)方式進(jìn)一步調(diào)節(jié)線(xiàn)位；4-4)釆用平面俯視、高空鳥(niǎo)瞰、低空飛行、路面行駛的視覺(jué)模擬形 式檢查公路選線(xiàn)方案，如果在模擬中發(fā)現(xiàn)平面線(xiàn)位有更好方案，就選擇另 一條平面線(xiàn)位，返回步驟2)進(jìn)行平面定線(xiàn)，重新選擇精確線(xiàn)位；4-5)即時(shí)更新全線(xiàn)的工程量，查看每個(gè)調(diào)整后的工程造價(jià)的變化， 直到確定最佳路線(xiàn)方案。
全文摘要
一種公路三維選線(xiàn)方法，包括以下步驟1)獲取路線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)域的DEM和高分辨率影像圖；2)進(jìn)行平面初步定線(xiàn)；3)進(jìn)行三維平縱定線(xiàn)；4)進(jìn)行立體模型定線(xiàn)，確定終選路線(xiàn)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是本發(fā)明方法可在選線(xiàn)過(guò)程中通過(guò)3D立體顯示設(shè)備逼真模擬人左右眼的不同視覺(jué)，更加直觀(guān)、立體地觀(guān)看路線(xiàn)選址，并細(xì)化到橋梁、隧道、邊坡、邊溝等在地形中的布設(shè)，將公路選線(xiàn)與實(shí)地真實(shí)三維景觀(guān)緊密結(jié)合，即刻得出路線(xiàn)土方量和工程造價(jià)，以利于初定選線(xiàn)變化后的調(diào)整和多個(gè)初定選線(xiàn)比較，確定終選路線(xiàn)是真正經(jīng)濟(jì)合理的路線(xiàn)。本發(fā)明方法不僅可用于公路選線(xiàn)，而且可用于對(duì)采用傳統(tǒng)方法的選線(xiàn)進(jìn)行選線(xiàn)優(yōu)化，以節(jié)省整條公路的投資。
文檔編號(hào)G06Q50/00GK101540020SQ200910115129
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者吳寶詩(shī), 張伯根, 張小明, 國(guó) 陳 申請(qǐng)人:江西省交通設(shè)計(jì)院