随着计算机的硬件及支撑软件的发展,以及数模系统的成熟和实用,目前已具备在数字化场景中进行公路设计的能力。将非均匀有理B样条(NURBS)这一现代曲面造型中最为广泛流行的技术引进道路设计是一次有益的尝试。本文对道路三维建模所涉及的核心理论和关键技术进行了研究,从建模和算法方面提出了一系列方法并予以实现。主要研究内容及研究成果如下: 1)在对传统设计方法研究后提出了基于道路中心线的三维设计思想。2)深入地研究NURBS的机理和关键技术,并将NURBS方法应用于道路设计,实现NURBS的道路二维描述方法,证明了NURBS用于传统道路设计的可行性。3)对应于传统二维设计,给出了用于平、纵曲面交合生成道路中心线的方法,探讨了三维环境下采用三次NURBS插值空间点的方式直接生成道路中心线的算法。这种方法同时亦是平面线形曲线型设计方法的一个新的补充。4)将计算机图形学知识引入道路的三维建模,提出了蒙面法建立路面模型的新方法。5)以OpenGL为图形开发工具,实现了路面三维建模。本文对道路设计和计算机建模提出了新的理论与方法,初步探索了适应与三维可视化技术相协调的设计方法和建模思路。