高速公路路基三维建模及可视化研究

发布时间：2020-04-10 18:04

【摘要】：在我国高速公路建设迅速发展的大背景下,高速公路线路设计和管理面临着极大的挑战。由于我国多数高速公路沿线地形地貌复杂多样,传统的二维平面设计无法直观地评估高速公路与周围环境之间的协调性,且设计效率低、容易造成设计缺陷,已难以满足高速公路建设的需求。三维可视化技术能够克服传统二维平面设计的局限性,可以逼真直观地反映复杂地形下高速公路建设的实际情况,基于实际场景的高速公路三维可视化的建设与管理已经成为当前研究的热点。围绕高速公路路基三维建模及可视化实现涉及的理论和技术问题,本文从GIS角度出发,针对三维地形数据的获取和地形模型的构建、路基模型的参数化构建、路基模型与地形模型的融合算法以及高速公路三维可视化系统的实现开展了研究。主要研究内容及研究成果如下:(1)高速公路三维地形模型的快速构建。利用LocaSpace Viewer快速获取地形数据和影像数据,采用Global Mapper实现不同坐标系下数据坐标的批量转换,最后基于GIS平台将转换后的地形数据生成三维场景缓存,并直接加载影像数据,实现了高速公路三维数字地形模型的快速建立。(2)路基三维模型的快速构建。提出了基于Cesium的路基参数化三维建模方法,通过对Cesium API进行二次开发,实现了路基横断面、公路中心线和路基三维模型的快速构建;利用JavaScript语言设计了路基标准横断面参数设计界面,有利于路基横断面设计方案的检查与修改,实现了路基标准横断面的参数化构建。(3)路基模型与地形的融合算法研究。提出了改进的多边形裁剪算法,可有效提升路基与地形融合过程中地形裁剪的速度。基于对Cesium API的二次开发,利用ClippingPlaneCollection和ClippingPlane函数运行算法,实现了路基模型与地形模型的融合。(4)高速公路三维可视化的实现及系统开发。依托渝黔高速公路工程,进行了三维建模方法和融合算法的示范应用,实现了高速公路路基的三维可视化表达。利用Cesium与web相关前后端技术,以JavaScript为主要编程语言,开发了高速公路三维可视化系统,实现了地形模型及路基模型的三维展示、信息查询等功能。
【图文】：

图１．２技术路线逡逑

（２）不规则三角网模型逡逑不规则三角网模型是指采用区域内实测的所有地形特征点，，直接构造出由邻逡逑接三角形组成的格网结构。ＴＩＮ模型数据的表示形式如图２．２、２．３所示。逡逑？？邋．邋？逡逑数据点逦三角网逦Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网逡逑图２．２不规则三角网逡逑１２逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U416.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 任杰;吴超羽;贾良文;;长周期动力地形模型中代表输入条件[J];水科学进展;2006年02期

2 胡邦波;世界最早的地形模型[J];地图;1986年02期

3 周霖;韦上环;;水工地形模型制作的控制精度及砖模等高线法新工艺[J];广西大学学报(自然科学版);1986年02期

4 周景华;怎样利用白色泡沫制作地形模型[J];中学地理教学参考;2001年Z2期

5 陈国;张伯根;;一种高效的带状地形模型和公路模型的建立及无缝叠加方法[J];江西科学;2012年03期

6 张恒,张茂军,刘少华;三维大地形模型的生成与管理方法研究[J];系统仿真学报;2005年02期

7 李涛;郑晗;唐冬梅;;基于法向量的地形模型简化算法改进及实现[J];北京测绘;2015年01期

8 平劲松;苏晓莉;黄倩;鄢建国;沈玉凌;;嫦娥一号月球地形模型的一些应用研究[J];地理研究;2014年06期

9 孙战利;三维地理信息系统环境下的制图地形模型[J];地图;1996年03期

10 孙永凡;崔显忠;;建立矿山地形模型的一种方法[J];金属矿山;1993年02期

相关会议论文 前10条

1 柳家友;;三维地形模型的建立[A];2010全国非金属矿产资源与勘察技术交流会论文专辑[C];2010年

2 吕慧芳;鲁徐;张皖峰;赵东升;费青竹;;基于Vega Prime的大规模地景仿真研究[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年

3 姚慧敏;崔铁军;邵世新;;基于四叉树的LOD地形模型及其数据组织方法研究[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年

4 杜金莲;张雪;;三维地形模型流式传输技术研究[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集（上册）[C];2010年

5 谭慧君;;镇江主城区三维场景的制作及应用[A];第九届长三角科技论坛（测绘分论坛）论文集[C];2012年

6 赵休龙;王鹏飞;袁继明;;基于3Dmine的复杂矿体地质建模[A];第二十届“冀鲁川辽晋琼粤”七省矿业学术交流会论文集[C];2013年

7 柳波;陈广平;;基于3 DMine的贾家堡铁矿三维地质建模技术研究[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年

8 张志田;李春光;陈政清;;山区峡谷地带大跨度桥梁风场特性试验研究[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集（中册）[C];2007年

9 钟晓霞;王建宇;;一种基于视向的LOD自动生成方法[A];第一届全国几何设计与计算学术会议论文集[C];2002年

10 李舰;麻红;李宸;;视景仿真地理信息可视化关键技术及其研究[A];Proceedings of 14th Chinese Conference on System Simulation Technology & Application(CCSSTA’2012)[C];2012年

相关重要报纸文章 前2条

1 唐晓东 乐彬;地形模型亮相泛珠论坛[N];中国测绘报;2006年

2 供稿 MUA意中设计工作室;山间院[N];中华建筑报;2009年

相关博士学位论文 前1条

1 张慧杰;面向大数据集的地形模型多分辨率建模关键技术研究[D];吉林大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 饶小杰;基于大数据分层TIN模型体积建模及计算研究[D];武汉工程大学;2018年

2 荆倩婧;高速公路路基三维建模及可视化研究[D];山东大学;2019年

3 窦明亮;EZC-DCT压缩算法在地形绘制中的应用及优化[D];太原理工大学;2018年

4 邬婷;基于TIN地形模型生成与简化算法研究与实现[D];武汉理工大学;2015年

5 牛瑞涛;视点相关的地形模型简化与精度评估研究[D];解放军信息工程大学;2010年

6 宋科宁;大规模地形模型可视化技术研究与实现[D];沈阳航空工业学院;2008年

7 郭竞;三维地形模型检索系统设计与实现[D];西北大学;2007年

8 崔忠伟;虚拟三维漫游中地形模型和地物模型集成的可视化研究与实现[D];贵州大学;2008年

9 李U

本文编号：2622546