[发明专利]一种公路三维选线方法

说明书

技术领域

本发明涉及公路选线，尤其是涉及一种公路三维选线方法。

背景技术

现有的公路三维选线方法包括收集和分析线路区域内有关资料、在大 比例尺地形图上初定多个可选路线、实地勘测后确定终选路线。这种公路 选线方法费时费力，无法看到实地立体图像，在很大程度上取决于选线人 员的实际经验和技术水平，不适合用于工期相对较紧、要求较高的工程。 尤其是采用这种二维方法选线选位，不能和实际地形地貌相协调，也不能 和地质灾害等实际状况紧密结合，由于取样点少，在土石方数量的计算根 本无法保证精度，且无法即刻得出路线土方量和工程造价，不利于初定选 线变化后的调整，不利于多个初定选线比较，难以确定终选路线是真正经 济合理的路线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提出一种基 于数字高程模型(Digital Elevation Model，缩写为DEM)和高分辨率卫 星影像，并借助3D立体显示设备实现的公路三维选线方法。

本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种公路三维选线方法的特点是：包括以下步骤：

1)获取路线经过区域的DEM和高分辨率影像图；

2)进行平面初步定线；

3)进行三维平纵定线；

4)进行立体模型定线，确定终选路线。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。

所述步骤1)获取DEM和高分辨率影像图，有以下子步骤：

1-1)获取路线经过区域的DEM，获取DEM的方式，包括摄影测量法、 地形图数字化法和地面测量法；

1-2)获取高分辨率影像图，包括卫星搭载的传感器拍摄的遥感图 片与飞机或者气球搭载的传感器拍摄的遥感影像。

所述步骤2)进行平面初步定线，有以下子步骤：

2-1)将高分辨率影像图变换为正射影像图；

2-2)进行平面初步定线；

2-3)分块处理DEM，对大规模地形进行纹理分块映射；

2-4)裁剪地形网格。

所述步骤3)进行三维平纵定线，有以下子步骤：

3-1)采用虚拟现实技术创建并显示三维地形模型；

3-2)确定基于三维空间的道路纵坡；

3-3)动态调整路线平纵线形；

3-4)无缝叠加真实感地形和三维公路模型。

所述步骤4)进行立体模型定线，确定终选路线，有以下子步骤：

4-1)根据分步骤3-4-4)建立的公路、地形立体模型，采用VRML交 互技术进入每公里桩号的视点，通过3D显示设备查看平纵组合的合理性， 调整视点高度，观看设计与环境的关系，如发现不合理之处，即刻调整平 面线位或路线纵坡；

4-2)通过3D显示设备多角度观看桥梁、隧道与地形的实际结合情况， 对确定的桥隧桩号做进一步精确调整，沿路线前进方向飞行漫游，查看全 线边坡设置是否合理；

4-3)借助3D显示设备模拟人眼左右眼不同的视觉，进入逼真的公路 三维立体视图，在公路三维立体视图中通过横断面模拟、行车模拟、视距 检测、环境景观协调方式进一步调节线位；

4-4)采用平面俯视、高空鸟瞰、低空飞行、路面行驶的视觉模拟形 式检查公路选线方案，如果在模拟中发现平面线位有更好方案，就选择另 一条平面线位，返回步骤2)进行平面定线，重新选择精确线位；

4-5)即时更新全线的工程量，查看每个调整后的工程造价的变化， 直到确定最佳路线方案。

所述步骤1)通过摄影测量法、地形图数字化法和地面测量法三种方 式，可快速获取路线经过区域的DEM，用于公路选线中；现有的公路选线 过程中不使用DEM，而只利用数字化地形图。实现高分辨率影像图和数字 化地形图的叠加应用，可以在平面定线过程中逼真看到地形与地貌；现有 是直接在数字化地形图上定线，无法看到地形彩色影像。