数字地形图的构建及其在道路设计中的应用研究

摘要

随着我国经济的迅速发展,交通量与日俱增,公路的运输能力正面临着严峻考验,传统的公路勘测设计方法不再适合当前的公路建设,如何能够既确保公路的建设质量,又可以保证公路的建设速度,成为当前关注的焦点。伴随数字化时代的到来,出现了一种新的设计理念,利用数字地形图进行公路勘测设计成为一个新的研究课题,对于推动公路建设事业具有重大意义。
　　 本文以兴安至阳朔二级公路为工程实例,首先阐述了数字地形图地形数据的获取,着重论述了利用R2V矢量化软件对纸质地形图进行数字矢量化获取地形数据的方法,以此作为构建数字地形图的基础数据;其次,对数字地形图的构建方法做了详细分析与研究,阐述了Delaunay不规则三角网(DT)的构建方法,利用Hint数模软件进行建模;然后,探讨了数字地形图的内插方法,介绍了线性内插与二次曲面拟合内插的内插原理,针对高程内插精度不足的问题,提出了基于线性内插的平面插值修正方法,并在此基础上设计了DEM平面插值修正程序,将该程序应用于实际工程,高程插值精度明显提高;最后,以实际工程为例,论述了数字地形图在道路设计中的应用。
　　 以VB为设计平台的DEM平面插值修正程序,将“二面角”影响因素加入其中,完善了内插高程修正方法,并以兴安至阳朔二级公路为例,验证了该方法的可行性,同时也证明了该程序具有操作简单、修正效果明显、计算速度快、结果准确等优点,具有很好的实用性;通过实例应用和理论分析,该程序对三角形内部待插点修正效果明显,而对三角形边上的待插点无修正效果,说明该程序适用于修正纵断面地面高程,不适用于修正横断面地面高程;通过数字地形图在实际道路工程中的应用,基于纸质地形图数字矢量化建立的数字地形图比较适合于道路工程的可行性研究和初步设计阶段,从侧面也反映了数字地形图具有巨大的应用价值,是今后工作研究的重点。