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［摘要］伴隨當前科學技術快速發展，在公路設計技術當中，CAD技術越來越普及，也形成了一體化的集成技術，在現代公路測設過程中具有非常重要的意義。本文重點分析研究數字地面模型在公路CAD中的應用，以供參考。

［關鍵詞］數字地面模型；CAD技術；公路工程；應用

1數字地面模型與CAD技術概述

1.1數字地面模型

DTM數字地面模型DTM是由MIT的實驗室首先發明的，主要是數字化的表達地面模型，將原有的二維空間設計的局限性打破，形成三維的立體空間，利用x、y、z的坐標系形成的測設數據進行分析和計算，通過現有的數字對原有地理空間數據進行取代，最后完善形成數字地面模型DTM。在原有條件下數字地面模型DTM可以產生高程模型DEM，也就是數字地面模型DTM的數字出現絕對高程，并且對高程模型DEM進行完善，使其具有相應的屬性和地面空間數據能力，可以對數據進行有效的應用，對地理空間特點進行表達。數字地面模型DTM在工作的過程中首先利用野外直接測量法或者其他測量法，測量測設內的絕對高程和平面位置的點，其次依照方格網的具體要求在測設點當中形成高程點，并且對網絡框架進行完善，通過一定的公式對相關數據進行求解，讓這些點的總值形成數字地面模型DTM，并且利用三維坐標系對其位置進行表達，形成相應的地形特征。在形成三維數字地面模型之后，在外業勘探的過程中，可以通過三維數字地形圖形成公路的走向地面模型，接著為公路進行縱橫斷面、地面線數據的設計，接著完成紙上定線的工作設計，橫斷面和縱斷面將原有設計過程中出現的問題，有效的解決，省時省力。

1.2CAD技術

計算機輔助設計CAD主要是由軟件部分和硬件部分組成的。軟件部分主要是對數據進行計算，其主要分成三個部分，首先是進行圖形設計，在測試的過程中通常需要進行函數曲線的繪制，幾何圖形的設計以及對地形的測試模擬和表格的制作。這些都是需要進行圖形系統完成的，其次為數據庫系統，主要是錄入所測量獲得的數據，并且有機的將這些數據進行整合，形成固定的資料，方便進行提取和存儲，與此同時數據庫還可以用于對相關資料計算結果進行存儲，第三是科學的計算系統主要是利用計算機的函數運算和計算程序將測試的數據科學化的進行計算。在計算過程中有效的分析和設計結果。計算機輔助CAD硬件系統主要是為了保證軟件系統的有效運行而使用的繪圖機，顯示器及打印機等，可以有效的更改設計的數據和文本，并且進行打印，形成完善的設計。

2數字地面模型DTM在公路CAD中的應用

2.1數字地面模型DTM的應用

2.1.1實際應用

在三維立體地面數據模型當中選定公路線路，這可以為設計者形成完善的路線走廊，讓設計者可以對所有可能路線進行初步設定，其次在數字地面模型當中進行平面線形的設定，并且優化路面路線的平面空間，對最佳路線方案進行確認，并用CAD系統進行路面平面的逐樁坐標設計，在數字地面模型上進行各線路橫斷面、縱斷面的設計，并且完成立交三維模型和線路數字地形三維模型的疊加，完成最后的動畫和渲染工作，形成立體的三維真實模型，接著設計人員可以通過autoCAD的命令對公路形成的景觀進行任意角度的瀏覽，可以從行車駕駛員的角度對公路進行觀測，對運行公路設計過程中是否合理進行檢測，判斷視距條件是否符合安全要求。

2.1.2應用優勢

三維數字地形模型在模擬地形表面進行應用，可以進行有效的自動化處理，尤其在一些定量分析和三維建模的時候比較適用，是公路工程勘測設計三維化、自動化、可視化的具體工具，在進行路線三維設計和全方位優化的過程中打下了堅實的基礎，因為DTM可以全方位地進行模型的分析和計算得以實現。和傳統的設計相比，這種設計方式能夠作為地表信息的一種數字表達，具有很大的優越性。數字地面模型可以對地形表面進行真實的模擬和展示，包含了三維真實坐標數據，所以在設計的過程中設計人員不用可以足不出戶，通過數據模擬在計算機上進行公路的選型，在任意樁號或者平面坐標線上進行高程插值，可以獲得任意的高程值和任意樁號，通過x、y平面坐標來搜索，對平面點位于哪個三角當中進行確認，并且利用插值計算獲得相應的平面點在數模上的投影高程值。對線路任意方案的縱斷面橫斷面高程插值進行設計，設計人員可以通過數字模擬不需要利用現場放線、測中平等方式對線路的橫斷面、地面線的數據進行準確的把握，可以讓外業測量過程中人力、物力消耗大幅度的減少，讓勘測效果的精度和效率大幅度提高，另外還可以大范圍的進行線路的比選，設計人員只需要對一方案的平面設計進行操作，就可以獲得相應的縱斷面、橫斷面數據。

2.2CAD技術在公路工程中的應用

2.2.1外業測量

在進行公路線路設計的過程中，勘測是非常重要的一個組成部分，在勘測數據的條件下，形成相應的設計工作。道路勘測設計的測繪水平提高的前提下，形成了較為完善的體系，讓勘測工作的自動化水平進一步提高，保證了工作的效率，特別是在GPS技術應用之后，線路測量的過程中可以進行精確化的處理。測量線路橫斷面中樁放樣的過程中，可以通過實時動態的模型提升測量的精度和效率，在測定數據通過CAD處理之后，以三維的形式將地形基礎信息展現出來，方便后期進行設計，讓設計的科學性大幅度提高。

2.2.2內業設計

完成外業測量工作之后，可以依照測量數據進行內業設計、內業設計的過程中具有較大的工作量，通過CAD技術可以讓設計工作的自動化水平進一步提高，讓設計的精確度加強。在橋梁設計的過程中可以利用橋梁通CAD6.0軟件對橋梁下部構造進行驗算和設計，具有很強的靈活性，可以對多種方案進行比選，讓設計水平進一步提高，保證設計結果的優化。設計人員在設計的時候可以調入相關軟件生成的圖紙，依照實際情況合理的進行修改和編輯，保證其線路與實際情況相吻合。

3結束語

伴隨當前我國公路建設發展速度進一步加快，高等級公路也逐步增多，公路勘測任務也越來越重，這些年以來在數字地面模型DTM和CAD技術已經在公路線路設計的過程中獲得了廣泛的應用，取得了較大的社會效益和經濟效益。

參考文獻

[1]朱愛民，唐勇.GIS技術在建立數字地面模型和路線CAD中的應用研究[J].工程勘察，2013，（05）：49-51.

作者:于永曉 單位:呼和浩特市公路工程監理所