動刷新、縱斷面坡度的自動化設計，實現(xiàn)了排水溝平縱設計的聯(lián)動調整，并對溝底順坡及填挖高進行自動檢查和標識，將平縱設計成果通過文件導入達索系統(tǒng)創(chuàng)建排水骨架，開發(fā)模板實例化生成排水溝三維模型，實現(xiàn)了鐵路路基排水B頂設計的整體解決方案，深化和細化了鐵路路基排水設計，提升了鐵路路基排水的設計手段，自動化程度高，實用性強，能大幅提高設計效率和成果質量，具有明顯的推廣應用價值。
【附圖說明】
[0031]圖1為基于地形曲面的鐵路路基排水B頂設計方法的流程圖。
[0032]圖中標記說明:
[0033]S1、根據三維地形點云數(shù)據構建數(shù)字地面模型
[0034]S2、導入路堤坡腳設計線和路塹塹頂設計線
[0035]S3、構建鐵路路基排水工程自定義字典
[0036]S4、構建鐵路路基排水平面、縱斷面視口
[0037]S5、交互式創(chuàng)建排水溝平面自定義實體
[0038]S6、自動化創(chuàng)建排水溝縱斷面自定義實體
[0039]S7、排水溝平縱聯(lián)動協(xié)同交互式設計
[0040]S8、將排水溝平縱設計成果形成三維點坐標文件[0041 ]S9、在達索系統(tǒng)中創(chuàng)建排水溝三維骨架線
[0042]S10、達索系統(tǒng)下開發(fā)等截面和變截面排水溝模板
[0043]S11、利用模板實例化生成具有附加信息的排水溝三維模型
[0044]S12、裁剪排水溝上覆地形曲面實現(xiàn)排水溝模型與地形曲面的融合
【具體實施方式】
[0045]參照【附圖說明】本發(fā)明的具體技術方案。由圖1的流程圖所示，本發(fā)明涉及的基于地形曲面的鐵路路基排水B頂設計方法的步驟包括:根據三維地形點云數(shù)據構建數(shù)字地面模型、導入路堤坡腳設計線和路塹塹頂設計線、構建鐵路路基排水工程自定義字典、構建鐵路路基排水平面縱斷面視口、交互式創(chuàng)建排水溝平面自定義實體、自動化創(chuàng)建排水溝縱斷面自定義實體、排水溝平縱聯(lián)動協(xié)同交互式設計、將排水溝平縱設計成果形成三維點坐標文件、在達索系統(tǒng)中創(chuàng)建排水溝三維骨架線、達索系統(tǒng)下開發(fā)等截面和變截面排水溝模板、利用模板實例化生成具有附加信息的排水溝三維模型、裁剪排水溝上覆地形曲面實現(xiàn)排水溝模型與地形曲面的融合。
[0046]S1、根據三維地形點云數(shù)據構建數(shù)字地面模型
[0047]根據測繪專業(yè)提供的經過實測的粧號標高數(shù)據，檢核并優(yōu)化三維點云數(shù)據。如果此數(shù)據是規(guī)則的方格網數(shù)據，則構建方格網數(shù)字地面模型，否則構建三角網數(shù)字地面模型。
[0048]S2、導入路堤坡腳設計線和路塹塹頂設計線
[0049]將路基專業(yè)經過路堤路塹設計的路基邊坡與地形曲面的交線，作為參考元素，添加到dwg格式的地形圖。
[0050]S3、構建鐵路路基排水工程自定義字典
[0051]字典是AutoCAD的一種容器對象，用于組織和管理數(shù)據庫實體對象，通過派生構建自定義的字典，包括各條水溝平面、當前水溝平面、各條水溝縱斷面、當前水溝縱斷面的實體對象編碼；當需要查詢自定義實體的信息時，首先打開字典，再遍歷對應的自定義實體類型的對象編碼數(shù)組，然后逐個打開自定義實體對象，通過對象名稱比對得到相應的自定義實體數(shù)據。
[0052]S4、構建鐵路路基排水平面、縱斷面視口
[0053]視口能獨立顯示特定設計內容的矩形窗口區(qū)域，一個視口內進行圖形平移、縮放操作，不會影響到其它視口的顯示；在CAD中創(chuàng)建兩個視口作為路基排水設計的平縱視口，平面視口在上方，顯示鐵路路基排水的平面自定義實體，縱斷面視口在下方，顯示鐵路路基排水的縱斷面自定義實體；平縱視口的大小比例可由用戶自定義調整。平面視口中顯示的水溝平面實體與縱斷面視口中顯示的水溝縱斷面實體按照里程對應同步顯示，當在平面視口中平移顯示當前平面水溝模型時，縱斷面視口立即顯示該水溝縱斷面模型在對應平面里程處的圖形；當在縱斷面視口中平移顯示當前縱斷面水溝模型時，平面視口也立即顯示該水溝平面模型在對應縱斷面里程處的圖形。
[0054]S5、交互式創(chuàng)建排水溝平面自定義實體
[0055]基于CAD的拖動技術，在平面視口中逐個添加水溝平面交點，創(chuàng)建成由直線段和圓弧組成的平面水溝自定義實體；排水溝平面是水溝溝底中心線，根據路堤坡腳線和路塹塹頂線向路基外側偏指定距離確定。路堤地段一般側偏量為2m+水溝頂寬/2，路塹地段一般側偏量為5m+水溝頂寬/2，拖動過程中可隨時改變曲線半徑，交點添加完成后，根據水溝平面順直的要求，再進行一次優(yōu)化。水溝平面自定義實體在繪制時，按照不同的顏色繪制直線段和圓弧，并在交點處繪制圓圈，繪制水溝起終點里程并每間隔百米繪制百米標；添加直線及圓弧的端點、交點作為捕捉點，添加交點、直線中點作為水溝平面編輯的夾點；添加屬性編輯框，包含水溝縱斷面的橫向和豎向比例。
[0056]S6、自動化創(chuàng)建排水溝縱斷面自定義實體
[0057]根據水溝平面和數(shù)字地面模型首先計算出水溝豎直投影到地形曲面的地面線高程數(shù)據，再根據地面線采用直線模擬的方法自動生成縱斷面坡度線，最后根據水溝平面中線、地面線、坡度線、縱斷面設計橫向和豎向比例自動生成縱斷面自定義實體。所述根據地面線采用直線模擬的方法自動生成縱斷面坡度線，是對地面線從起點開始，先逐個添加地面點，基于最小二乘法作直線模擬，并計算平均填挖方量和最大填挖方量兩項指標，直到這兩個指標超出預設的控制值，再計算模擬的直線坡段與上一個坡段的交點；如果交點存在且位于上一個坡段與當前坡段之間，則將交點作為新的變坡點，否則將上一個坡段和當前坡段作為一個坡段重新進行直線模擬，作為當前坡段，再添加地面點進行直線模擬，如此循環(huán)直到地面線終點；縱斷面自定義實體繪制時按照坡度向上和向下，采用不同的顏色繪制坡長、坡度及坡段線，并標注坡段上指定間隔位置處的地面填挖量，便于直觀地檢查水溝溝底高程是否滿足順坡要求以及滿足順坡要求時盡可能適應地形起伏而減少挖方量。
[0058]S7、排水溝平縱聯(lián)動協(xié)同交互式設計
[0059]首先分析自動生成的水溝縱斷面實體的坡度和填挖量，結合設置排水涵洞的位置，定出每段排水溝的排水流向，然后根據水溝溝底的順坡要求，調整不滿足順坡要求的坡段，在保證最小溝深的前提下，如果坡段調整后溝深變的過大(一般大于1.5m)，則在平面視口中，結合地形等高線調整水溝平面交點，然后根據用戶控制，重新進行縱斷面自動坡度模擬，或保留平面調整前的縱斷面坡度，繼續(xù)優(yōu)化修改縱斷面，平縱聯(lián)動，不斷調整水溝平縱斷面，直到滿足水溝縱斷面坡度設計和挖深要求。
[0060]S8、將排水溝平縱設計成果形成三維點坐標文件
[0061]對排水溝按平面里程間隔指定的步長(lm)計算三維坐標點，然后全部減去排水溝溝深，生成排水溝溝底中心的三維點坐標文件。
[0062]S9、在達索系統(tǒng)中創(chuàng)建排水溝三維骨架線
[0063]在達索系統(tǒng)中首先創(chuàng)建設計表，再導入水溝溝底中心的三維點坐標文件，然后利用知識陣列，將設計表中的三維點逐個添加到達索幾何集中，最后根據這些點生產達索樣條曲線，作為排水溝溝底三維骨架線。
[0064]S10、達索系統(tǒng)下開發(fā)等截面和變截面排水溝模板
[0065]模板是達索系統(tǒng)中具有重用性的參數(shù)化模型，等截面排水溝模板用于水溝截面從始至終不發(fā)生變化的一段水溝的建模，變截面排水溝模板用于連接兩段不同截面的中間過渡段水溝的建模，這兩種排水溝模板都具有輸入性的設計參數(shù)，包括溝底寬、溝深、溝底厚、溝壁厚、水溝邊坡坡率、水溝編碼；輸出性的設計參數(shù)，包括水溝本體體積、水溝挖方體積、水溝曲線長度。根據輸入的水溝設計參數(shù)，實現(xiàn)排水溝截面的參數(shù)化創(chuàng)建，對等截面排水溝將排水溝截面沿溝底空間曲線等截面