【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的點(diǎn)，平面位置相同點(diǎn)，斷裂線相交點(diǎn)，在斷裂線上而未標(biāo)識(shí)的點(diǎn)，平三角形等。參見圖129所示。圖129 三角構(gòu)網(wǎng)在讀完三維數(shù)據(jù)之后，用戶可點(diǎn)選“數(shù)?！薄叭菢?gòu)網(wǎng)”菜單項(xiàng)，程序開始對(duì)已經(jīng)讀入內(nèi)存的所有三維點(diǎn)進(jìn)行排序、檢索、按DT理論構(gòu)建三維數(shù)字化地面模型。通過(guò)測(cè)試，緯地系統(tǒng)“構(gòu)網(wǎng)”的速度在目前可以處理數(shù)模的國(guó)內(nèi)外軟件中是最快的。同時(shí)系統(tǒng)將顯示構(gòu)網(wǎng)的進(jìn)度、過(guò)程，并在構(gòu)網(wǎng)過(guò)程中自動(dòng)剔除平面坐標(biāo)相同的點(diǎn)和其他高程粗差點(diǎn)。因?yàn)闃?gòu)網(wǎng)時(shí)數(shù)據(jù)量大，出現(xiàn)問(wèn)題的機(jī)率也很多，緯地系統(tǒng)鑒于一些國(guó)外軟件在構(gòu)網(wǎng)時(shí)操作過(guò)程復(fù)雜、構(gòu)網(wǎng)條件苛刻等問(wèn)題，自動(dòng)將平面坐標(biāo)相同點(diǎn)和一些粗差點(diǎn)進(jìn)行剔除，并自動(dòng)處理斷裂線相交等情況，大大減小了構(gòu)網(wǎng)的操作難度和人工修改、糾正的工作量。 網(wǎng)格顯示為了進(jìn)一步提高AutoCAD顯示數(shù)模圖形的速度，緯地系統(tǒng)在顯示數(shù)模三角網(wǎng)格時(shí)用戶可以選擇“只顯示數(shù)模邊界”，而不顯示全部數(shù)模中的所有網(wǎng)格線。也可虛擬顯示所有網(wǎng)格線，這種情況下只在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示網(wǎng)格線，而不在AutoCAD中生成圖形實(shí)體，其顯示速度大大加快。另外，用戶也可指定網(wǎng)格在顯示時(shí)“約束線”、“網(wǎng)格線”和“邊界”的顏色。參見圖130所示的“數(shù)模網(wǎng)格顯示設(shè)置”對(duì)話框。點(diǎn)按“確定”后，系統(tǒng)開始在當(dāng)前AutoCAD圖形窗口中顯示所有網(wǎng)格線，或只顯示數(shù)?！斑吔缇€”，或虛擬顯示網(wǎng)格線。圖130因?yàn)檫@里顯示出的網(wǎng)格線均帶有實(shí)際的高程坐標(biāo)，所以用戶可以通過(guò)AutoCAD的三維顯示命令（如“dview”、“ddvpoint”等），從三維立體的角度來(lái)觀察所形成的整個(gè)三維數(shù)模。如圖131c所示為構(gòu)網(wǎng)完成以后顯示所有網(wǎng)格線并通過(guò)三維立體角度觀看的數(shù)字三維地面模型。圖131c 網(wǎng)格的編輯與修改（即對(duì)數(shù)模的編輯與修改）在顯示數(shù)模全部實(shí)體網(wǎng)格后，系統(tǒng)允許用戶對(duì)數(shù)模進(jìn)行適當(dāng)?shù)木庉嬇c修改，主要包括插入或刪除三維點(diǎn)、交換三角形對(duì)角線和插入約束線等。用戶可根據(jù)顯示的構(gòu)網(wǎng)結(jié)果，并結(jié)合實(shí)際地形情況，在數(shù)模中插入或刪除三維點(diǎn)，此時(shí)系統(tǒng)將重新構(gòu)網(wǎng)。另外，對(duì)數(shù)模中出現(xiàn)的不符合實(shí)際地形或出現(xiàn)平三角形等問(wèn)題，系統(tǒng)提供用戶“交換三角形對(duì)角線”或“插入約束線”兩種修改方式。（一般出現(xiàn)這些情況的原因主要是三維數(shù)據(jù)點(diǎn)采集不足或約束線指定不完整等。） 圖131a 圖131b注意：緯地不提倡用戶對(duì)網(wǎng)格線做過(guò)多的修改，如發(fā)現(xiàn)數(shù)模網(wǎng)格中有需要修改的地方，最好由該圖的測(cè)繪部門和地形圖提供者提供修改依據(jù)或進(jìn)行修改地形圖或數(shù)據(jù)文件后重新構(gòu)網(wǎng)。圖131a為未插入三維點(diǎn)的網(wǎng)格線，圖131b中圓圈內(nèi)所示為插入一個(gè)三維點(diǎn)后系統(tǒng)自動(dòng)重新構(gòu)網(wǎng)以后的網(wǎng)格線對(duì)比圖。 數(shù)模優(yōu)化（即三角網(wǎng)優(yōu)化）目前處理數(shù)模的國(guó)內(nèi)外軟件所采用的基本都是二維的平面三角網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)理論，它們都沒有考慮Z坐標(biāo)（高程）對(duì)三角網(wǎng)的影響。在三維數(shù)據(jù)采點(diǎn)的密度和位置不十分理想的情況下，所形成的三角網(wǎng)格就不能更貼切地反應(yīng)實(shí)際地面的變化，如出現(xiàn)平三角形等。其他一些國(guó)外軟件均需要采用人工加入“約束線”的方法來(lái)消除平三角形。緯地系統(tǒng)數(shù)模處理模塊特別開發(fā)了三角網(wǎng)優(yōu)化程序，它可以自動(dòng)消除網(wǎng)格內(nèi)的平三角形等情況。同時(shí)也可以自動(dòng)剔除不在用戶指定范圍的高程粗差點(diǎn)、異常點(diǎn)和廢點(diǎn)。用戶選取“數(shù)?！薄叭蔷W(wǎng)優(yōu)化”菜單項(xiàng)可啟動(dòng)三角網(wǎng)優(yōu)化程序，其對(duì)話框如圖132所示。請(qǐng)注意，自動(dòng)剔除的高程粗差點(diǎn)不包括高程等于最大（?。└叱痰臄?shù)據(jù)點(diǎn)，而對(duì)話框中出現(xiàn)的最小高程和最大高程是當(dāng)前數(shù)模中搜索得到的最大最小高程值。點(diǎn)按“開始優(yōu)化”按鈕，系統(tǒng)開始對(duì)當(dāng)前數(shù)模中的三角網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化完成后將在命令行中顯示優(yōu)化結(jié)果。一般經(jīng)優(yōu)化處理后余留的平三角形以紅色顯示，這些平三角形都是無(wú)法避免的。圖132請(qǐng)注意，優(yōu)化程序只有在網(wǎng)格線全部顯示的條件下才可以使用。圖132a、132b中圓圈內(nèi)所示部分為用戶執(zhí)行“三角網(wǎng)優(yōu)化”程序前后的網(wǎng)格線對(duì)比圖。 圖132a 圖132b 數(shù)模組管理與保存（1）關(guān)于分段建模雖然緯地系統(tǒng)數(shù)模模塊采用獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和專門的內(nèi)存優(yōu)化管理程序，數(shù)十、百公里（超過(guò)100萬(wàn)個(gè)點(diǎn)）可以一次建模，這已經(jīng)打破了其他國(guó)外軟件在處理數(shù)模時(shí)對(duì)總點(diǎn)數(shù)上限的限制，但考慮到AutoCAD圖形顯示速度等因素，一般仍需用戶對(duì)整條路線（大于50km長(zhǎng)度的）進(jìn)行分段建模。與其他國(guó)外軟件相比，用戶所需分段的數(shù)目要少得多。一般用戶應(yīng)將一個(gè)數(shù)模的總點(diǎn)數(shù)控制在20~60萬(wàn)個(gè)之間比較理想，當(dāng)然這還取決于用戶計(jì)算機(jī)的配置情況（主要是內(nèi)存的大小和CPU的速度）。我們測(cè)試發(fā)現(xiàn)，一般100萬(wàn)個(gè)點(diǎn)形成數(shù)模后的網(wǎng)格圖形文件或數(shù)模文件的大小均超過(guò)100M（兆），這樣大的數(shù)據(jù)文件對(duì)于PⅢ系列的計(jì)算機(jī)在讀寫時(shí)還是需較長(zhǎng)的時(shí)間。（2）數(shù)模組管理與保存在系統(tǒng)中可根據(jù)路線的里程等因素分若干段分別建模，同一個(gè)公路項(xiàng)目用數(shù)模組來(lái)管理這若干個(gè)數(shù)模。用戶可以在“數(shù)模組管理”中建立、刪除、激活某個(gè)數(shù)模。用戶在點(diǎn)選“新數(shù)?！薄叭S數(shù)據(jù)讀入”→“三角構(gòu)網(wǎng)”之后（或在“網(wǎng)格顯示”完成后），應(yīng)點(diǎn)選“數(shù)?！?→“數(shù)模組管理”菜單項(xiàng)，系統(tǒng)顯示如圖133所示的數(shù)模組管理對(duì)話框。其中處于激活狀態(tài)“”的一行表示當(dāng)前剛構(gòu)網(wǎng)完成的數(shù)模，其后的“X最小”、“Y最小”、“X最大”、“Y最大”表示該數(shù)模中X、Y的最大、最小值。在用戶點(diǎn)按對(duì)話框右側(cè)的“保存數(shù)?！卑粹o后，系統(tǒng)提示用戶輸入數(shù)模文件名（*.dtm），將數(shù)模存儲(chǔ)到硬盤中指定的位置。下一次再使用該數(shù)模時(shí)就不需要重新讀入數(shù)據(jù)并構(gòu)網(wǎng)了。圖133“打開數(shù)?！卑粹o用于將對(duì)話框中用戶指定的某一數(shù)模打開（即激活），并讀入到內(nèi)存中來(lái)，以便對(duì)其進(jìn)行編輯、顯示或進(jìn)行數(shù)模的剖切應(yīng)用?！靶陆〝?shù)?！卑粹o的功能與“新數(shù)?！辈藛雾?xiàng)功能基本相同，用于關(guān)閉已打開的數(shù)模?！疤砑訑?shù)?！卑粹o用于將對(duì)話框中用戶指定的某一數(shù)模添加到數(shù)模組中?！皠h除數(shù)?！卑粹o僅用于將數(shù)模組中某一數(shù)模項(xiàng)刪去，但并不直接將保存到硬盤上的數(shù)模文件（*.dtm）刪除?！氨４鏀?shù)模組”按鈕將用戶在同一個(gè)項(xiàng)目中建立的若干個(gè)數(shù)模的信息保存到*.gtm文件（系統(tǒng)中稱為數(shù)模組文件）中，并自動(dòng)將*.gtm文件增加到“HPM（項(xiàng)目管理器）”中，這樣用戶下次重新打開項(xiàng)目時(shí)，便可方便地瀏覽到上次所建立的各個(gè)數(shù)模。 數(shù)模應(yīng)用數(shù)模應(yīng)用是公路勘察設(shè)計(jì)建立三維數(shù)模的最終目的，其核心問(wèn)題在于高程插值和對(duì)數(shù)模進(jìn)行各種方式的剖切。（1）點(diǎn)高程插值用戶點(diǎn)選“數(shù)?！薄皵?shù)模應(yīng)用”→“點(diǎn)高程插值”菜單項(xiàng)后，根據(jù)提示在數(shù)模邊界內(nèi)點(diǎn)取一點(diǎn)，或在命令行中輸入一個(gè)X、Y平面坐標(biāo)，程序通過(guò)搜索，確定該平面點(diǎn)位于哪一個(gè)三角形之中，并通過(guò)插值計(jì)算準(zhǔn)確得到該平面點(diǎn)在數(shù)模上的投影高程值。（2）輸出等高線該功能可以在數(shù)模構(gòu)網(wǎng)的基礎(chǔ)上迅速反推得到數(shù)模范圍內(nèi)用戶指定等高距的等高線。（3）樁號(hào)高程插值該功能是對(duì)“點(diǎn)高程插值”的擴(kuò)展，用戶在輸入已知路線（當(dāng)前項(xiàng)目）的任意樁號(hào)、支距和角度后，系統(tǒng)將計(jì)算得到該樁號(hào)的平面坐標(biāo)，進(jìn)而插值計(jì)算得到該樁號(hào)位置地面的高程。功能界面如圖134所示。圖134（4）邊樁高程插值該功能又是對(duì)“樁號(hào)高程插值”的擴(kuò)展，用以批量計(jì)算輸出橋位等坐標(biāo)和地面高程。其樁號(hào)來(lái)源可以是項(xiàng)目中的樁號(hào)序列文件（*.sta），也可以在用戶指定固定的間距后系統(tǒng)自動(dòng)生成。同樣用戶在輸入插值計(jì)算的范圍、支距及與路線的夾角后，點(diǎn)擊“插值”按鈕開始插值輸出。一般系統(tǒng)還會(huì)提示用戶指定輸出數(shù)據(jù)的路徑和名稱。請(qǐng)參見135所示界面。圖135（5）縱斷面插值用戶點(diǎn)選“數(shù)?！薄皵?shù)模應(yīng)用”→“縱斷面插值”菜單項(xiàng)，將啟動(dòng)數(shù)模應(yīng)用的最主要功能―—直接從數(shù)模中插值得到路線的縱斷面地面線數(shù)據(jù)，這一功能和下面將要介紹的“橫斷面插值”功能是數(shù)模應(yīng)用的核心。緯地系統(tǒng)這些功能的實(shí)現(xiàn)使用戶不需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)放線、打中樁、測(cè)中平、測(cè)橫斷面即可準(zhǔn)確方便地獲得路線縱、橫斷地面線數(shù)據(jù)，一方面大大地節(jié)省了外業(yè)測(cè)量所需耗費(fèi)的人力、物力，提高了勘察設(shè)計(jì)的效率和精度，另一方面也使大范圍的路線方案比選成為可能。用戶每完成一條方案平面設(shè)計(jì)，即刻便可得到該方案全套的縱、橫斷地面數(shù)據(jù)?！翱v斷面插值”對(duì)話框如圖136所示，其中“樁號(hào)范圍”默認(rèn)值為路線的總體長(zhǎng)度，用戶需根據(jù)當(dāng)前數(shù)模的邊界范圍重新輸入插值的起終點(diǎn)樁號(hào)范圍，超出數(shù)模邊界范圍的樁號(hào)將不能進(jìn)行插值計(jì)算。圖136“插值控制”中的“路面左邊線”和“路面右邊線”控制在進(jìn)行中樁插值的同時(shí)，是否將路基左右側(cè)邊線的對(duì)應(yīng)地面高程插值獲得，以備以后設(shè)計(jì)參考之用。其中“包含地形變化點(diǎn)”項(xiàng)用來(lái)控制插值計(jì)算時(shí)是否將地形變化點(diǎn)進(jìn)行插值，對(duì)此有兩種設(shè)置方式：一是所有網(wǎng)格線交叉點(diǎn)，二是根據(jù)用戶指定的地形變化率?！?。通常選擇變化率控制方式是不會(huì)漏掉地形變化點(diǎn)的，用戶可以根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行設(shè)置。（以上插值是在默認(rèn)包含項(xiàng)目樁號(hào)序列文件*.sta中的所有樁號(hào)的前提下進(jìn)行的。）“繪制三維地面線”控制在插值完成后，是否在數(shù)?；A(chǔ)上繪制出插值范圍的路線投影到數(shù)模表面上的實(shí)體圖形。點(diǎn)按“開始插值”按鈕，提示用戶輸入插值后生成的縱斷面地面線文件名（*.dmx），如果項(xiàng)目中已存在該文件，那么系統(tǒng)會(huì)提示是否覆蓋原地面線文件。在開始進(jìn)行縱斷面插值計(jì)算時(shí)，AutoCAD命令行中將逐樁提示插值進(jìn)度情況。（6）橫斷面插值“橫斷面插值”對(duì)話框如137圖所示，“插值方式”控制系統(tǒng)在橫向插值計(jì)算時(shí)（剖切時(shí)），是包括所有地面變化點(diǎn)，還是只以等間距的方式?！皟蓚?cè)寬度”控制橫斷面兩側(cè)插值計(jì)算的寬度。“輸出格式”中的選項(xiàng)用以控制輸出的橫斷面地面線數(shù)據(jù)文件格式，對(duì)話框中默認(rèn)的輸出格式即為緯地系統(tǒng)所需要的格式。所以這一輸出格式的控制主要為其他軟件作接口。圖137“繪制三維地面線”控制在插值完成后是否繪制所有橫斷面三維剖切線，即三維地面線。用戶可以用AutoCAD的“ddvpoint”命令從三維的角度來(lái)觀察三維地面線。 路線與地面三維模型建立公路與地面真實(shí)三維模型的快速建立，是本系統(tǒng)數(shù)模應(yīng)用部分超越其他一些國(guó)外軟件的又一表現(xiàn)。在用戶完成橫斷面設(shè)計(jì)工作之后（請(qǐng)注意必須選擇橫斷面設(shè)計(jì)對(duì)話框“繪圖控制”中的“記錄橫斷面三維數(shù)據(jù)”，這樣系統(tǒng)會(huì)在橫斷面設(shè)計(jì)繪圖的同時(shí)，將每一斷面完成設(shè)計(jì)后的路基邊坡、邊溝等的三維數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到橫斷面三維數(shù)據(jù)文件*.3DR文件中），將數(shù)模激活或打開，然后選擇“數(shù)?！薄叭S建模”→“輸出公路三維模型”菜單項(xiàng)，系統(tǒng)在讀取橫斷面設(shè)計(jì)記錄的三維數(shù)據(jù)的同時(shí)對(duì)原數(shù)模進(jìn)行沿邊界挖空，之后先將地面模型以三維實(shí)體(3Dface)形式輸出到當(dāng)前的AutoCAD圖形窗口中，再生成公路路基、邊坡、邊溝、排水溝、標(biāo)線、護(hù)欄等的三維實(shí)體。參見圖138所示。用戶可以選擇“分段輸出”的方式，分別生成路基模型、橋梁模型和隧道模型，或者選擇“整體輸出”的方式，一次性生成路基、橋梁和隧道模型，并可以選擇同時(shí)輸出三維地面模型。圖138由于緯地系統(tǒng)是在橫斷面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上輸出路線三維模型，所以模型就是設(shè)計(jì)項(xiàng)目最準(zhǔn)確的體現(xiàn)，路基中各位置的標(biāo)高、坐標(biāo)、邊溝、邊坡等的高度尺寸同樣也是精確的，任意型式的路基變化、超高過(guò)渡也都能如實(shí)表達(dá)。特別是系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)區(qū)分公路等級(jí)（路基寬度等）生成不同的路面型式、標(biāo)線、護(hù)欄等。這一模型克服了其他軟件無(wú)法處理路基邊坡和地面模型互相切割的難點(diǎn)，路基模型的邊緣和地面模型十分吻合，而國(guó)外軟件只能生成簡(jiǎn)單的網(wǎng)格狀的路線模型。生成地面模型和路線三維真實(shí)模型后，用戶可以用AutoCAD的“ddvpiont”等命令從任意的角度來(lái)瀏覽觀察公路建成的景觀；還可以使用“繪圖”→“繪制路線概略透視圖”菜單項(xiàng)（即TSTZ命令）中的“視點(diǎn)設(shè)定”功能，從行車時(shí)駕駛員的角度觀察路線——公路全景透視圖。參見圖139和140所示的路線全景透視圖。圖139圖140用戶采用繪制路線概略透視圖部分的方法，使用“WMFOUT”和“WMFIN”命令很容易將全景透視圖裝入可打印輸出的圖框之中。最有表現(xiàn)力的方法是將AutoCAD中的地面、路線模型輸出到專業(yè)渲染、動(dòng)畫制作軟件如3dmax等，經(jīng)過(guò)渲染、制作后，即可制作成漂亮的公路全景三維透視圖或公路動(dòng)態(tài)全景三維透視圖（公路動(dòng)態(tài)仿真模型）。最簡(jiǎn)單的方法是：將HintCAD生成的地面、路線三維模型保存為DWG格式的圖形文件，并讀入到緯地開發(fā)組最新開發(fā)的“緯地道路實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)”中，即可馬上生成經(jīng)過(guò)專業(yè)渲染的公路動(dòng)態(tài)全景透視圖，用戶可以轉(zhuǎn)換任意視角和任意行車速度，可以在路線模型中添加樹木、房屋和交通標(biāo)志等，并可以抓屏制作出任意位置的公路全景三維透視圖和AVI格式的公路全景三維模型的動(dòng)畫演示。用戶可參見后文附錄中的經(jīng)渲染后的路線全景透視圖，也可參考瀏覽光盤中“動(dòng)畫”目錄下的AVI格式的三維動(dòng)態(tài)全景透視圖（請(qǐng)使用Windwos的媒體播放器進(jìn)行瀏覽）。實(shí)驗(yàn)二 縱斷面設(shè)計(jì)目的：掌握縱斷面設(shè)計(jì)方法，縱斷面設(shè)計(jì)可分為兩種形式，一是利用中平測(cè)量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的文本文件輸入和軟件對(duì)話框輸入建立縱斷面圖，二是利用地形圖建立的數(shù)字高程模型內(nèi)插縱斷面圖，然后進(jìn)行拉坡設(shè)計(jì)。內(nèi)容：平面設(shè)計(jì)原始設(shè)計(jì)資料輸入和縱斷面拉坡設(shè)計(jì)2．1 縱斷地面線數(shù)據(jù)輸入緯地系統(tǒng)開發(fā)了專門的縱斷面地面線數(shù)據(jù)輸入程序（簡(jiǎn)稱“縱斷數(shù)據(jù)輸入” ），其對(duì)話框如圖2－1所示，推薦用戶使用此工具進(jìn)行中樁地面高程數(shù)據(jù)的輸入?！翱v斷數(shù)據(jù)輸入”是緯地專門為用戶量身定做的數(shù)據(jù)輸入工具，可以大大提高用戶輸入大量外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)的速度，并設(shè)置有自動(dòng)提示樁號(hào)的功能，使用戶盡可能少的輸入數(shù)據(jù)，還可以將許多類似鍵入手誤、樁號(hào)順序顛倒、格式不符等錯(cuò)誤排除在數(shù)據(jù)錄入階段。圖2－12．1．1 使用縱斷數(shù)據(jù)輸入工具進(jìn)行輸入 下面就使用縱斷數(shù)據(jù)輸入工具進(jìn)行縱斷地面線數(shù)據(jù)輸入的具體操作步驟進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：1） 選擇“數(shù)據(jù)”菜單下的“縱斷數(shù)據(jù)輸入”命令，系統(tǒng)彈出如圖3－1所示的對(duì)話框，并在對(duì)話框中的樁號(hào)列的第一行提示出當(dāng)前項(xiàng)目的路線起點(diǎn)樁號(hào)。本示例中由于有斷鏈，所以系統(tǒng)自動(dòng)在樁號(hào)前加上了“A”前綴；2） 直接按回車鍵，光標(biāo)移到高程列的第一行，輸入此樁號(hào)的地面高程后接著鍵入回車；3） 光標(biāo)跳到樁號(hào)列