【文章內(nèi)容簡介】 的點，平面位置相同點，斷裂線相交點，在斷裂線上而未標(biāo)識的點，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，用戶可點選“數(shù)模”→“三角構(gòu)網(wǎng)”菜單項，程序開始對已經(jīng)讀入內(nèi)存的所有三維點進(jìn)行排序、檢索、按DT理論構(gòu)建三維數(shù)字化地面模型。通過測試，緯地系統(tǒng)“構(gòu)網(wǎng)”的速度在目前可以處理數(shù)模的國內(nèi)外軟件中是最快的。同時系統(tǒng)將顯示構(gòu)網(wǎng)的進(jìn)度、過程，并在構(gòu)網(wǎng)過程中自動剔除平面坐標(biāo)相同的點和其他高程粗差點。因為構(gòu)網(wǎng)時數(shù)據(jù)量大，出現(xiàn)問題的機(jī)率也很多，緯地系統(tǒng)鑒于一些國外軟件在構(gòu)網(wǎng)時操作過程復(fù)雜、構(gòu)網(wǎng)條件苛刻等問題，自動將平面坐標(biāo)相同點和一些粗差點進(jìn)行剔除，并自動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，這種情況下只在計算機(jī)屏幕上顯示網(wǎng)格線，而不在AutoCAD中生成圖形實體，其顯示速度大大加快。另外，用戶也可指定網(wǎng)格在顯示時“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”對話框。點按“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因為這里顯示出的網(wǎng)格線均帶有實際的高程坐標(biāo)，所以用戶可以通過AutoCAD的三維顯示命令（如“dview”、“ddvpoint”等），從三維立體的角度來觀察所形成的整個三維數(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（即對數(shù)模的編輯與修改）在顯示數(shù)模全部實體網(wǎng)格后，系統(tǒng)允許用戶對數(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、交換三角形對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)合實際地形情況，在數(shù)模中插入或刪除三維點，此時系統(tǒng)將重新構(gòu)網(wǎng)。另外，對數(shù)模中出現(xiàn)的不符合實際地形或出現(xiàn)平三角形等問題，系統(tǒng)提供用戶“交換三角形對角線”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：緯地不提倡用戶對網(wǎng)格線做過多的修改，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為未插入三維點的網(wǎng)格線，圖131b中圓圈內(nèi)所示為插入一個三維點后系統(tǒng)自動重新構(gòu)網(wǎng)以后的網(wǎng)格線對比圖。 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）對三角網(wǎng)的影響。在三維數(shù)據(jù)采點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)實際地面的變化，如出現(xiàn)平三角形等。其他一些國外軟件均需要采用人工加入“約束線”的方法來消除平三角形。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，它可以自動消除網(wǎng)格內(nèi)的平三角形等情況。同時也可以自動剔除不在用戶指定范圍的高程粗差點、異常點和廢點。用戶選取“數(shù)?！薄叭蔷W(wǎng)優(yōu)化”菜單項可啟動三角網(wǎng)優(yōu)化程序，其對話框如圖132所示。請注意，自動剔除的高程粗差點不包括高程等于最大（?。└叱痰臄?shù)據(jù)點，而對話框中出現(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。點按“開始優(yōu)化”按鈕，系統(tǒng)開始對當(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法避免的。圖132請注意，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100萬個點）可以一次建模，這已經(jīng)打破了其他國外軟件在處理數(shù)模時對總點數(shù)上限的限制，但考慮到AutoCAD圖形顯示速度等因素，一般仍需用戶對整條路線（大于50km長度的）進(jìn)行分段建模。與其他國外軟件相比，用戶所需分段的數(shù)目要少得多。一般用戶應(yīng)將一個數(shù)模的總點數(shù)控制在20~60萬個之間比較理想，當(dāng)然這還取決于用戶計算機(jī)的配置情況（主要是內(nèi)存的大小和CPU的速度）。我們測試發(fā)現(xiàn)，一般100萬個點形成數(shù)模后的網(wǎng)格圖形文件或數(shù)模文件的大小均超過100M（兆），這樣大的數(shù)據(jù)文件對于PⅢ系列的計算機(jī)在讀寫時還是需較長的時間。（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，同一個公路項目用數(shù)模組來管理這若干個數(shù)模。用戶可以在“數(shù)模組管理”中建立、刪除、激活某個數(shù)模。用戶在點選“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)點選“數(shù)?！?→“數(shù)模組管理”菜單項，系統(tǒng)顯示如圖133所示的數(shù)模組管理對話框。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。在用戶點按對話框右側(cè)的“保存數(shù)模”按鈕后，系統(tǒng)提示用戶輸入數(shù)模文件名（*.dtm），將數(shù)模存儲到硬盤中指定的位置。下一次再使用該數(shù)模時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，以便對其進(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)模”菜單項功能基本相同，用于關(guān)閉已打開的數(shù)模?！疤砑訑?shù)?！卑粹o用于將對話框中用戶指定的某一數(shù)模添加到數(shù)模組中。“刪除數(shù)?！卑粹o僅用于將數(shù)模組中某一數(shù)模項刪去，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項目中建立的若干個數(shù)模的信息保存到*.gtm文件（系統(tǒng)中稱為數(shù)模組文件）中，并自動將*.gtm文件增加到“HPM（項目管理器）”中，這樣用戶下次重新打開項目時，便可方便地瀏覽到上次所建立的各個數(shù)模。 數(shù)模應(yīng)用數(shù)模應(yīng)用是公路勘察設(shè)計建立三維數(shù)模的最終目的，其核心問題在于高程插值和對數(shù)模進(jìn)行各種方式的剖切。（1）點高程插值用戶點選“數(shù)模”→“數(shù)模應(yīng)用”→“點高程插值”菜單項后，根據(jù)提示在數(shù)模邊界內(nèi)點取一點，或在命令行中輸入一個X、Y平面坐標(biāo)，程序通過搜索，確定該平面點位于哪一個三角形之中，并通過插值計算準(zhǔn)確得到該平面點在數(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）樁號高程插值該功能是對“點高程插值”的擴(kuò)展，用戶在輸入已知路線（當(dāng)前項目）的任意樁號、支距和角度后，系統(tǒng)將計算得到該樁號的平面坐標(biāo)，進(jìn)而插值計算得到該樁號位置地面的高程。功能界面如圖134所示。圖134（4）邊樁高程插值該功能又是對“樁號高程插值”的擴(kuò)展，用以批量計算輸出橋位等坐標(biāo)和地面高程。其樁號來源可以是項目中的樁號序列文件（*.sta），也可以在用戶指定固定的間距后系統(tǒng)自動生成。同樣用戶在輸入插值計算的范圍、支距及與路線的夾角后，點擊“插值”按鈕開始插值輸出。一般系統(tǒng)還會提示用戶指定輸出數(shù)據(jù)的路徑和名稱。請參見135所示界面。圖135（5）縱斷面插值用戶點選“數(shù)?！薄皵?shù)模應(yīng)用”→“縱斷面插值”菜單項，將啟動數(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)這些功能的實現(xiàn)使用戶不需要通過現(xiàn)場放線、打中樁、測中平、測橫斷面即可準(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)測量所需耗費(fèi)的人力、物力，提高了勘察設(shè)計的效率和精度，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，即刻便可得到該方案全套的縱、橫斷地面數(shù)據(jù)。“縱斷面插值”對話框如圖136所示，其中“樁號范圍”默認(rèn)值為路線的總體長度，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樁號范圍，超出數(shù)模邊界范圍的樁號將不能進(jìn)行插值計算。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，是否將路基左右側(cè)邊線的對應(yīng)地面高程插值獲得，以備以后設(shè)計參考之用。其中“包含地形變化點”項用來控制插值計算時是否將地形變化點進(jìn)行插值，對此有兩種設(shè)置方式：一是所有網(wǎng)格線交叉點，二是根據(jù)用戶指定的地形變化率?！Ｍǔ＿x擇變化率控制方式是不會漏掉地形變化點的，用戶可以根據(jù)需要對其進(jìn)行設(shè)置。（以上插值是在默認(rèn)包含項目樁號序列文件*.sta中的所有樁號的前提下進(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)模表面上的實體圖形。點按“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），如果項目中已存在該文件，那么系統(tǒng)會提示是否覆蓋原地面線文件。在開始進(jìn)行縱斷面插值計算時，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”對話框如137圖所示，“插值方式”控制系統(tǒng)在橫向插值計算時（剖切時），是包括所有地面變化點，還是只以等間距的方式?！皟蓚?cè)寬度”控制橫斷面兩側(cè)插值計算的寬度?！拜敵龈袷健敝械倪x項用以控制輸出的橫斷面地面線數(shù)據(jù)文件格式，對話框中默認(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外軟件的又一表現(xiàn)。在用戶完成橫斷面設(shè)計工作之后（請注意必須選擇橫斷面設(shè)計對話框“繪圖控制”中的“記錄橫斷面三維數(shù)據(jù)”，這樣系統(tǒng)會在橫斷面設(shè)計繪圖的同時，將每一斷面完成設(shè)計后的路基邊坡、邊溝等的三維數(shù)據(jù)存儲到橫斷面三維數(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，系統(tǒng)在讀取橫斷面設(shè)計記錄的三維數(shù)據(jù)的同時對原數(shù)模進(jìn)行沿邊界挖空，之后先將地面模型以三維實體(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)計的基礎(chǔ)上輸出路線三維模型，所以模型就是設(shè)計項目最準(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、超高過渡也都能如實表達(dá)。特別是系統(tǒng)會自動區(qū)分公路等級（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法處理路基邊坡和地面模型互相切割的難點，路基模型的邊緣和地面模型十分吻合，而國外軟件只能生成簡單的網(wǎng)格狀的路線模型。生成地面模型和路線三維真實模型后，用戶可以用AutoCAD的“ddvpiont”等命令從任意的角度來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（即TSTZ命令）中的“視點設(shè)定”功能，從行車時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、動畫制作軟件如3dmax等，經(jīng)過渲染、制作后，即可制作成漂亮的公路全景三維透視圖或公路動態(tài)全景三維透視圖（公路動態(tài)仿真模型）。最簡單的方法是：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“緯地道路實時漫游系統(tǒng)”中，即可馬上生成經(jīng)過專業(yè)渲染的公路動態(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“動畫”目錄下的AVI格式的三維動態(tài)全景透視圖（請使用Windwos的媒體播放器進(jìn)行瀏覽）。實驗二 縱斷面設(shè)計目的：掌握縱斷面設(shè)計方法，縱斷面設(shè)計可分為兩種形式，一是利用中平測量的實測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的文本文件輸入和軟件對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。內(nèi)容：平面設(shè)計原始設(shè)計資料輸入和縱斷面拉坡設(shè)計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（簡稱“縱斷數(shù)據(jù)輸入” ），其對話框如圖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)測量數(shù)據(jù)的速度，并設(shè)置有自動提示樁號的功能，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、樁號順序顛倒、格式不符等錯誤排除在數(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所示的對話框，并在對話框中的樁號列的第一行提示出當(dāng)前項目的路線起點樁號。本示例中由于有斷鏈，所以系統(tǒng)自動在樁號前加上了“A”前綴；2） 直接按回車鍵，光標(biāo)移到高程列的第一行，輸入此樁號的地面高程后接著鍵入回車；3） 光標(biāo)跳到樁號列