计算机辅助设计作为20世纪公认的重大技术成果之一,深刻地影响着公路设计的理念和方法。目前,各种路线计算机辅助设计系统得到了广泛应用,但很少具有实时三维可视化功能,这就限制了路线辅助设计系统的进一步完善和应用,进而在一定程度上影响了公路建设事业的迅速发展。为此,有必要对路线三维可视化设计进行理论和方法上的研究,促进路线三维可视化设计的发展,实现路线三维设计。 论文首先对数字地面模型进行了系统的研究。数字地面模型作为道路三维可视化设计系统的重要组成部分,除了具有强大的地形数据处理功能以外,还能够很好地支持路线的三维可视化设计。本文采用的数模为不规则三角网数模,论文对三角网数模的建模方法作了详细的介绍。 其次,论文系统地研究和分析道路--地形整体模型的构建方法。在完成道路平、纵、横设计之后,由道路的平、纵、横设计数据计算得到横断面上各个特征点的三维坐标,并基于CDT理论,完成了道路三维模型与数字地面模型的无缝拼接,完成了道路--地形整体三维模型的构建算法研究。并对构建好的道路--地形整体模型的应用作了详细的探讨。 然后,论文对道路平纵横交互设计作了深入的研究和分析。在对DTM、路线CAD研究的基础上,提出实时三维道路设计方法,提出了“局部路段”的概念,极大地提高了道路--地形整体模型的构网速度,尤其对于路线里程较长的路线方案,能够直接对直接对路线设计过程提供三维可视化的支持。 在论文的最后对公路实时三维建模及浏览系统系统原型的总体设计,系统架构、功能模块设计作了深入的探讨,深入研究分析了系统原型开发所采用的软件技术、解决的关键技术等。 为了验证论文中理论和方法的正确性、可行性和实用性,结合实际项目进行了路线三维可视化设计系统原型的开发。实践证明,论文中的理论和方法是切实可行的,将会改变传统的二维设计理念,将三维设计的思想逐渐带入道路设计领域。