高速公路三维可视化系统的设计与实现

发布时间：2020-09-05 11:35

　　 现在国内公路的设计还主要采用传统的CAD将公路的平面、纵断面及横断面设计数据来为公路设计提供三维位置。这种方式虽然能够使设计人员可以快速的掌握公路的关键指标,然而无法进一步对公路具体的真实状况进行把握,无法直观地评估道路与周围环境之间的协调关系,也无法对公路上的设施及安全情况进行友好准确地评估。此种传统的设计方式已经慢慢变得不适应当今迅猛发展的公路建设。如今,计算机图形技术飞速发展,将虚拟现实技术运用到公路的设计与建设中,已经变得越来越成熟,三维的展现形式已经得到了越来越多的认可和应用,所以,研究如何更好地将公路实时三维可视化技术运用到公路的设计与建设中来,成为了现在的研究热点,也是这一领域今后的发展方向。本文首先对公路三维可视化相关的理论进行分析研究,包括数字地面高程模型(DEM)、不规则三角网TIN构建、三角网的融合理论及道路设计理论规范等。在此基础上,对可视化系统中遇到的关键技术问题进行研究总结,并给出运用在可视化系统中的实现方法,最后详细叙述了系统的详细设计和总体框架及具体功能模块的实现。可视化系统首先利用航测地形数据来生成道路周边区域的地形模型,由于地形数据量比较庞大,采用了将地形数据分层、分块管理存储的方法。再利用CARD\1导出的道路设计数据,实现道路三维模型的构建。经过比较总结,最后采用约束Delaunay三角网原理将道路模型和地形模型融合为一个整体。在此基础上,构建简单的道路构造物和安全设施模型及景观模型。当模型的线条框架构建完成后,通过合适的纹理图片渲染在模型上,实现公路三维模型的可视化显示。结合具体的高速公路建设项目,对所开发的公路三维实时可视化系统进行系统性验证,实现了快速构建地面模型、道路模型、两者的无缝拼接及整个三维场景的构建。三维可视化系统的运用能够更准确地把握公路设计的质量及合理性。在实际公路项目中得到较好地运用说明了此三维可视化设计系统的可行性和先进性。
【学位单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：U495

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本文编号：2812972