一种公路工程设计数据重构解析的方法及系统

摘要

本发明公开了一种公路工程设计数据重构解析的方法及系统，包括：读取第一设计软件中的第一设计文件，通过数据抽取的方法从所述第一设计文件中提取零散的设计数据；根据所述待处理的数据集合中每个数据的桩号信息将多个所述待处理的数据集合进行关联重构，得到多个重构后的数据单元，并且多个所述重构后的数据单元能够被第二设计软件读取并用于建模。本发明通过从公路工程中的纬地数据文件解析提取原始数据，对原始数据进行按照图形组成单元进行重新整理分类，并对原始数据进行数据处理、格式转换，得到能够被BIM+GIS软件平台直接读取并能够被用于直接建模的数据，从而将最原始的设计数据关联在BIM+GIS软件平台中，提高数据准确性以及建模的准确性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种公路工程三维数据技术领域，特别涉及一种公路工程设计数据重构解析 的方法及系统。

背景技术

自Autodesk公司在2002年首次提出建筑信息模型(Building InformationModeling，BIM) 概念以来，BIM技术已经成为各行业解决实际问题的重要生产力工具。近年来，在公路、铁 路、市政道路、水运航道等带状交通工程项目中，BIM+GIS技术得到广泛运用，今后，融合 BIM+GIS技术和交通工程传统勘察设计技术进行工程设计、施工建设、运营管养是未来的发 展方向。在BIM+GIS技术应用与传统勘察设计技术应用的交汇点中，最重要的是对设计数据 的提取、分析、运用。在现阶段的交通工程项目的BIM技术运用，一般是通过BIM软件， 根据传统勘察设计的图纸成果与设计数据生产出新的设计数据。通过生产的新的设计数据， 进行BIM模型的建立、数据分析等工程活动。

目前，在传统勘察设计中运用较多的软件为“纬地”，通过“纬地”生产出传统的设计数据， 但是，通过“纬地”生产的传统勘察设计数据只能通过二维图纸进行数据交付，二维图纸传递 空间有限，传递渠道狭窄，设计数据读取困难，无法清晰、直观的展现设计意图，很难实现 设计数据的上下游联动，无法实现对设计数据的对比、分析。在这种信息交互模式下，在 BIM+GIS平台中所应用的设计数据并不是传统设计产生的原始设计数据，而是通过领会由原 始设计数据生成的二维图纸信息，对图纸上读取设计意图、设计结构参数，根据设计意图、 设计结构参数对原始设计数据进行人为重构，并生产出的新的设计数据。并根据新的设计数 据开展BIM建模等工作，新旧设计数据并无联系的载体，本质上，新的设计数据是对旧的设 计数据的人工“临摹”，这就导致得到的新设计数据存在人为理解的偏差，从而使得相应的BIM 模型也无法被准确建立。在统计工程量清单、开展工程造价等工作中，无法使用以BIM技术 为基础的设计数据。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的公路工程设计数据由翻模得到(通过对二维 图纸信息进行翻模)导致设计数据不准确、BIM模型进行三维设计数据翻模时存在人为理解 的偏差、从而导致相应的BIM模型也无法被准确建立的问题，提供一种公路工程设计数据重 构解析的方法及系统，通过从公路工程中的纬地数据文件解析提取原始数据，对原始数据进 行按照图形组成单元进行重新整理分类，并对原始数据进行数据处理、格式转换，得到能够 被BIM+GIS软件平台直接读取并能够被用于直接建模的数据，从而将最原始的设计数据关联 在BIM+GIS软件平台中，提高数据准确性以及建模的准确性。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种公路工程设计数据重构解析的方法，包括：

步骤1：读取第一设计软件中的第一设计文件，通过数据抽取的方法从所述第一设计文 件中提取零散的设计数据；其中，所提取的零散的设计数据为二维设计数据；将所提取零散 的设计数据进行重新分类整理，得到多个待处理的数据集合；

步骤2：根据所述待处理的数据集合中每个数据的桩号信息将多个所述待处理的数据集 合中的二维设计数据进行关联重构，得到多个重构后的数据单元，并且多个所述重构后的数 据单元能够被第二设计软件读取并用于建模；其中，多个所述重构后的数据单元中包括至少 一种三维设计数据，所述三维设计数据由二维设计数据根据公路工程空间逻辑关系转换得到；

其中，所述待处理的数据集合中每个数据的桩号信息通过以下步骤进行求解，包括：

判断所读取的第一设计文件中是否存在断链信息文件，若是，则通过数据抽取的方法提 取所述断链信息文件中的断链信息，根据所述断链信息得到断链区间信息，并根据所述断链 区间信息利用所述数据单元中每个数据的连续桩号计算每个数据的设计桩号，并根据所述连 续桩号与所述设计桩号将多个所述数据集合进行关联重构；若否，则直接根据所述数据集合 中每个数据的连续桩号将多个所述数据集合进行关联重构；

步骤3：将多个所述重构后的数据单元导入所述第二设计软件，在所述第二设计软件中 根据绘图逻辑调用所述第二设计数据进行公路工程三维建模。

其中，所述第一设计软件为纬地道路软件；所述第二设计软件为BIM+GIS平台；多个 所述重构后的数据单元与公路工程图形组成单元一一对应，包括：路线数据单元、地面线数 据单元、横断面数据单元、构筑物数据单元；其中，所述路线数据单元包括：线元数据子单 元、交点数据子单元、纵断面数据子单元。

优选的，上述公路工程设计数据重构解析的方法中，其特征在于，判断所读取的第一设 计文件中是否存在平面文件，若是，则通过数据抽取的方法从所述平面文件中提取线元数据 得到待处理的线元数据集合；将所提取的线元数据代入线元法计算公式中计算得到每个线元 数据的二维坐标和切线角度，从而将所述待处理的线元数据集合重构为能够被第二设计软件 读取并用于建模的线元数据子单元；以及，利用所述线元数据子单元构造所述交点数据子单 元。

优选的，上述公路工程设计数据重构解析的方法中，判断所读取的第一设计文件中是否 存在交点文件，若是，则通过数据抽取方法从所述交点文件中提取交点数据，得到待处理的 交点数据集合；将所提取的线元数据代入交点法计算公式中计算得到每个交点数据的第一切 线长度、圆曲线长度、曲线总长、第二切线长度、外距、交点连续桩号、交点转角、上一直 线方位角、上一直线方位角、上一交点间距、上一直线长度，从而将所述待处理的交点数据 集合重构为能够被第二设计软件读取并用于建模的交点数据子单元；以及，利用所述交点数 据子单元构造所述线元数据子单元。

优选的，上述公路工程设计数据重构解析的方法中，读取第一设计文件中的纵断面文件， 通过数据抽取方法从所述纵断面文件中提取纵断面点数据，得到待处理的纵断面数据集合； 将所提取的纵断面点数据代入纵断面纵坡坡长计算公式中，得到纵断面纵坡坡长，从而将所 述待处理的纵断面数据集合重构为能够被第二设计软件读取并用于建模的纵断面数据子单元。

优选的，上述公路工程设计数据重构解析的方法中，读取第一设计文件中的地面线文件， 通过数据抽取方法从所述地面线文件中提取中桩数据、地面线高程数据；以及，读取第一设 计文件中的横断面文件，通过数据抽取方法从所述横断面文件中提取横断面地面线点数据， 得到所述横断面地面线点数据的二维参数坐标，将所述中桩数据、地面线高程数据、横断面 地面线点数据进行整合，得到待处理的地面线数据集合。

优选的，上述公路工程设计数据重构解析的方法中，将所述中桩数据作为基准，计算每 个所述横断面地面线点数据相对于中桩的横向偏移值，根据所述横向偏移值计算所述横断面 地面线点数据相对于中桩的高差值和高程值，根据计算得到的高差值和高程值将所述横断面 地面线点数据的二维参数坐标转换为三维数据，从而将所述待处理的地面线数据单元重构为 能够被第二设计软件读取并用于建模的地面线数据单元。

优选的，上述公路工程设计数据重构解析的方法中，读取第一设计文件中的横断面文件、 挖方边坡文件以及填方边坡文件，通过数据抽取方法从所述横断面文件、挖方边坡文件以及 填方边坡文件提取二维横断面点数据，结合所述中桩数据将所述二维横断面点数据转换为三 维数据，整理得到待处理的三维横断面点数据集合。

优选的，上述公路工程设计数据重构解析的方法中，结合所述地面线数据单元的地面线 信息，将所述待处理的三维横断面点数据集合按照预定格式写入预先建立的横断面数据单元 中；

其中，所述预先建立的横断面数据单元包括：依次连接的七个数据构件，所述七个数据 构件包括：路面、路肩墙、填方边坡、路堤墙、边沟、路堑墙及挖方边坡；每个数据构件包 括多个点，其中路面基类点为8个；路肩墙基类点为2个，填方边坡基类点为18个，路堤墙基类点为3个，边沟基类点为10个，路堑墙基类点为4个，挖方边坡基类点33个；并将每 个数据构件中的最后一个点标记为挂接点。

优选的，上述公路工程设计数据重构解析的方法中，利用所述地面线数据单元的地面线 信息计算每个所述待处理的三维横断面点数据与地面线的相对空间位置，根据所述相对空间 位置，将所述三维横断面点数据写入预先建立的横断面数据单元中的预定构件位置处，从而 将所述预先建立的横断面点数据单元重构为能够被第二设计软件读取并用于建模的横断面数 据单元。

在本发明进一步的实施例中还提供一种公路工程设计数据重构解析的系统，包括至少一 个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少 一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能 够执行权利要求1至9中任一项所述的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过从公路工程中的纬地数据文件解析提取原始数据，对原始数据进行按照图形 组成单元进行重新整理分类，并对原始数据进行数据处理、格式转换，得到能够被BIM+GIS 软件平台直接读取并能够被用于直接建模的数据，从而将最原始的设计数据关联在BIM+GIS 软件平台中，提高数据准确性以及建模的准确性，本发明通过对解析数据进行关联重构，通 过自定义的数据重构格式，将数据库中的数据合为一个自定义整体，通过重构的设计数据， 依据绘图逻辑进行绘制即可直接在GIS平台建模展示。

附图说明：

图1a示出了本发明示例性实施例的一种公路工程设计数据重构解析的方法流程图。

图1b示出了本发明示例性实施例的重构得到多个数据单元及其应用结构示意图。

图2示出了本发明示例性实施例的交点与线元转换计算示意图。

图3a示出了本发明示例性实施例的横断面设计线与地面线空间位置示意图1。

图3b示出了本发明示例性实施例的横断面设计线与地面线空间位置示意图2。

图4a示出了本发明示例性实施例的横断面设计线与地面线空间位置示意图3。

图4b示出了本发明示例性实施例的横断面设计线与地面线空间位置示意图4。

图4c示出了本发明示例性实施例的横断面设计线与地面线空间位置示意图5。

图5a示出了本发明示例性实施例的横断面在GIS平台中三维模型展示示意图1。

图5b示出了本发明示例性实施例的横断面在GIS平台三维模型展示示意图2。

图5c示出了本发明示例性实施例的横断面在GIS平台中三维模型展示示意图3。

图5d示出了本发明示例性实施例的横断面在GIS平台中三维模型展示示意图4。

图6示出了本发明示例性实施例的一种公路工程设计数据重构解析系统结构框图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发 明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范 围。

图1a、图1b示出了本发明示例性实施例的一种公路工程设计数据重构解析的方法，包 括：

步骤1：读取第一设计软件中的第一设计文件，通过数据抽取的方法从所述第一设计文 件中提取零散的设计数据；其中，所提取的零散的设计数据为二维设计数据；将所提取零散 的设计数据进行重新分类整理，得到多个待处理的数据集合；

步骤2：根据所述待处理的数据集合中每个数据的桩号信息将多个所述待处理的数据集 合中的二维设计数据进行关联重构，得到多个重构后的数据单元，并且多个所述重构后的数 据单元能够被第二设计软件读取并用于建模；其中，多个所述重构后的数据单元中包括至少 一种三维设计数据，所述三维设计数据由二维设计数据根据公路工程空间逻辑关系转换得到；

其中，所述待处理的数据集合中每个数据的桩号信息通过以下步骤进行求解，包括：

判断所读取的第一设计文件中是否存在断链信息文件，若是，则通过数据抽取的方法提 取所述断链信息文件中的断链信息，根据所述断链信息得到断链区间信息，并根据所述断链 区间信息利用所述数据单元中每个数据的连续桩号计算每个数据的设计桩号，并根据所述连 续桩号与所述设计桩号将多个所述数据集合进行关联重构；若否，则直接根据所述数据集合 中每个数据的连续桩号将多个所述数据集合进行关联重构；

步骤3：将多个所述重构后的数据单元导入所述第二设计软件，在所述第二设计软件中 根据绘图逻辑调用所述第二设计数据进行公路工程三维建模。

其中，所述第一设计软件为纬地道路软件；所述第二设计软件为BIM+GIS平台；多个 所述重构后的数据单元与公路工程图形组成单元一一对应，包括：路线数据单元、地面线数 据单元、横断面数据单元、构筑物数据单元；其中，所述路线数据单元包括：线元数据子单 元、交点数据子单元、纵断面数据子单元。

具体的，纬地道路数据与BIM+GIS平台是不同的数据格式，因此，在实际建模中，不能将纬地道路数据直接用于建模，纬地道路会产生多个数据格式，如.prj、.pm、.zdm、.hdm等，而BIM+GIS平台仅能加载.kml、.lrp、.shp等数据格式，并且在BIM建模中所需要用到 的数据文件信息可能是前者多个文件信息的组合(多个组合才能变成三维数据、或者具有建模需要的属性信息)，所以需要把前者文件进行信息提取、解析、整理分类、重构。由此，通过步骤1来进行数据提取、数据解析，其中，“纬地道路”设计软件是传统的道路勘察设计软件，解析数据是将“纬地道路”软件的成果数据及第三方参数数据解析到本发明自定义的数据 库(包括多个数据单元的数据库)中。对于一个公路工程，“纬地道路”中的第一设计文件包 括：项目文件、平面文件、交点文件、纵断面文件、地面线文件、横断面文件、挖方边坡文件、填方边坡文件、超高数据文件等文件的一种或多种的组合。并且相应的数据是分散在各种文件中的，例如：横断面数据是分布于多个文件(横断面文件、挖方边坡文件、填方边坡文件)中的，而一个项目中交点数据与平面线元数据只会存在一种，因此要首先判断文件是否存在，而为了形成三维数据，在提取数据时，需要将纵断面地面线数据与横断面地面线整理在一起，因此在步骤1中我们通过读取第一设计软件中的第一设计文件，对文件进行逻辑判断(判断是否存在)，再通过数据抽取的方法从所述第一设计文件中提取零散的设计数据(分 布在各个文件中的数据)；其中，所提取的零散的设计数据为二维设计数据。

由此，“纬地道路”产生的数据主要包括项目数据(.prj)、平面数据(.pm)、交点数据(.jd)、 纵断面数据(.zdm)、参数数据(.ctr)地面线数据(.dmx)、横断面数据(.hdm)、超高数据(.sup)、 路幅宽度数据(.wid)、桩号数据(.sta)等，第三方参数主要是构筑物信息，本发明即是将上述数 据以一定的规则进行提取、分类、重构，最终形成以数据库结构的形式在计算机数据库中进 行保存，重构得到的第二设计数据可直接用于BIM建模。在步骤一中，首先判断相关的文件 信息是否存在，若存在，则建立一个集合，将此文件内的属性值以桩号为一个集合体分门别 类的储存起来。以下以平面文件(.pm)来举例。

在一个公路项目中，首先读取“纬地道路”中的项目文件(.prj)，判断是否存在断链信息； 其次，判定该项目文件中是否存在平面文件(.pm)。若存在，程序中自定义的“平面初始文 件”PmFile就不为空，且文件内容与(.pm)中一致；再次，将“平面初始文件”PmFile文件中 的要素在程序中构建两个集合进行存储，第一个为“平面基础集合”PmEntities集合，里面存放 所有线元原始信息；另一个为“平面结构集合”PmXianYuanParams集合，用于存放用于线元法 所有要素集合。对其余文件的判定类似，都是运用程序读取“纬地道路”中的项目文件(.prj)， 再判断是否有该文件，若有，则程序中“初始文件”不为空，并将“初始文件”信息以“基础集合” 和“结构集合”储存起来。采用上述逻辑对第一设计文件进行依次读取即可提取其中的数据， 形成多个待处理的数据集合。首先判断所读取的第一设计文件中是否存在断链信息文件，若 是，则通过数据抽取的方法提取所述断链信息文件中的断链信息，根据所述断链信息得到断 链区间信息，并根据所述断链区间信息利用所述数据单元中每个数据的连续桩号计算每个数 据的设计桩号，并根据所述连续桩号与所述设计桩号将多个所述数据集合进行关联重构；若 否，则直接根据所述数据单元中每个数据的连续桩号(连续桩号可由纬地数据直接得到)将 多个所述数据集合进行关联重构：其中，相当于数据集合中的每一个点数据都会有桩号信息 作为其属性参数，从而在重构时，能够根据每个点数据的桩号信息息进行关联重构。

①断链信息解析与重构：

断链信息存在于项目文件(.prj)中，首先读取项目文件后，判定是否存在断链信息，若 有，在程序中构建“断链基础集合”储存。断链信息包含：断链前桩号、断链后桩号；在“断链 结构集合”中创建构造函数处理断链前桩号和断链后桩号，并生成断链区间信息。用断链区间 信息可建立任意连续桩号或设计桩号之间的关系，可实现连续桩号与设计桩号的互相转换“方 法”。

②线元数据解析与重构：判断所读取的第一设计文件中是否存在平面文件，若是，则通 过数据抽取的方法从所述平面文件中提取线元数据得到待处理的线元数据集合；将所提取的 线元数据代入线元法计算公式中计算得到每个线元数据的二维坐标和切线角度，从而将所述 待处理的线元数据集合重构为能够被第二设计软件读取并用于建模的线元数据子单元。

2.1构建“平面初始文件”类：PmFile，读取原始平面文件(.pm)数据并保存到“平面基础 集合”PmEntities属性中；

PmEntity包含所有线元的原始信息，包含属性(桩号属性)：

线元起点偏向、线元长度、线元A值、线元起点半径、线元终点半径、线元类型、线元起点东坐标、线元起点北坐标、线元起终点切线交点东坐标、线元起终点切线交点北坐标、线元终点东坐标、线元终点北坐标、线元圆心东坐标、线元圆心北坐标、线元起点连续桩号、线元终点连续桩号、线元起点方位角、线元终点方位角；

2.2线元数据重构：提取“平面基础集合”PmEntities属性的有效信息，通过程序整理并保 存到“平面结构集合”PmXianYuanParam中。

“平面结构集合”(PmXianYuanParam)包含：线元起点设计桩号；线元终点设计桩号； 线元起点连续桩号；线元终点连续桩号；线元起点东坐标；线元起点北坐标；线元终点东坐 标；线元终点北坐标；线元起点半径；线元终点半径；线元起点方位角；线元起点偏转方向；

线元类型；

有了“平面结构集合”，提供任意设计桩号里程，首先利用类“断链结构集合”将设计桩号 转换为连续桩号，然后通过Linq查询指定桩号所在图元，最后利用线元法计算公式就可以得 到该桩号的二维坐标和切线角度。将多个线元组合起来，从而得到一条完整的平面线。该平 面线是设计数据的精确反映，在三维建模过程中，平面线通过与纵断面数据相结合(在本系 统中通过桩号进行关联)，可形成三维线。

③交点数据解析：

构建“交点初始文件”类：JdFile，读取原始交点文件(.jd)数据并保存到“交点基础集 合”JdEntities属性中；

JdEntity包含所有交点的原始信息，包含属性：

交点序号；交点类型；交点东坐标；交点北坐标；第一缓和曲线长度；第一缓和曲线外 接圆半径；交点半径；第二缓和曲线长度；第二缓和曲线外接圆半径；

2.3交点数据解析与重构：

提取“交点基础集合”JdEntities属性的有效信息。通过计算将交点信息转换为交点参数， 保存到“交点结构集合”JdParam中。

“交点结构集合”(JdParam)包含：交点序号、交点名称、交点类型、交点东坐标、交点 北坐标、第一缓和曲线参数、第一缓和曲线长度、第一缓和曲线外接圆半径、第一切线长度、 交点半径、圆曲线长度、曲线总长、第二缓和曲线参数、第二缓和曲线长度、第二缓和曲线 外接圆半径、第二切线长度、外距、交点连续桩号、交点转角、上一直线方位角、上一直线方位角、上一交点间距、上一直线长度、第一缓和曲线起点连续桩号、圆曲线起点连续桩号、圆曲线中点连续桩号、圆曲线终点连续桩号、第二缓和曲线终点连续桩号；

在实际的一个项目的纬地数据中，只有线元数据或者交点数据中的一种，为了能够重构 得到直接用于建模的数据单元，因此需要利用所述线元数据子单元构造所述交点数据子单元 或者利用所述交点数据子单元构造所述线元数据子单元。如图2所示，通过以下公式，实现 交点数据与线元数据的相互转换；

J＝2T-L(m)

上面的公式中：α——路线偏转角，单位：弧度。这是设计数据；R——圆曲线半径，单 位：m。这是设计数据；β

3.纵断面数据解析与重构：读取第一设计文件中的纵断面文件，通过数据抽取方法从所 述纵断面文件中提取纵断面点数据，得到待处理的纵断面数据集合；将所提取的纵断面点数 据代入纵断面纵坡坡长计算公式中，得到纵断面纵坡坡长，从而将所述待处理的纵断面数据 集合重构为能够被第二设计软件读取并用于建模的纵断面数据子单元。

3.1构建“纵断面初始文件”类ZdmFile，读取原始纵断面文件(.zdm)数据并保存到“纵断 面基础集合”ZdmEntities属性中；

ZdmEntity包含所有变坡点的数据信息，包含属性：变坡点连续桩号、变坡点高程、变坡 点设计曲线半径；

3.2.纵断面数据重构：提取“纵断面基础集合”ZdmEntities属性的有效信息。通过桩号高程 及竖曲线半径，算出两个竖曲线之间的纵坡坡长，得到纵断面相关参数，用“纵断面结构集 合”ZdmParam保存。

“纵断面结构集合”ZdmParam包含属性：变坡点设计桩号；变坡点连续桩号；变坡点高程； 变坡点设计曲线半径；纵坡L1；纵坡L2；曲线长L；切线长T；外距E；直圆点连续桩号；圆直点连续桩号；竖曲线类型；

有了“纵断面结构集合”ZdmParam，就可计算出任意设计桩号的设计标高，也可以绘制纵 断面线。该纵断面线是设计数据的精准反映。

4、地面线数据

4.1纵断面地面线数据解析：读取第一设计文件中的地面线文件，通过数据抽取方法从所 述地面线文件中提取中桩数据、地面线高程数据；读取第一设计文件中的横断面文件，通过 数据抽取方法从所述横断面文件中提取横断面地面线点数据；将所述中桩数据、地面线高程 数据、横断面地面线点数据进行整合，得到待处理的地面线数据集合。构建“纵断面地面线初 始文件”类ZdmxFile，读取原始纵断面地面线文件(.zdm)数据并保存到“纵断面地面线基础 集合”ZdmxEntities属性中；其中包含中桩数据、地面线高程。

4.2横断面地面线数据解析：

构建“横断面地面线初始文件”类HdmxFile，读取原始横断面地面线文件(.hdm)数据并 保存到“横断面地面线基础集合”HdmxEntities属性中；其中包含左右侧横断面地面线点，包 含属性：对应中桩设计桩号、对应中桩连续桩号、点东坐标、点北坐标、点设计标高、点地 面高程、相对中桩偏距、相对中桩设计标高高差。

4.3构建横断面地面线 构建“地面线基础集合”类DmxEntities，将纵断面地面线数据和横断面地面线数据融合在一 起，一个DmxEntities包含的属性有：中桩设计桩号、中桩连续桩号、中桩点坐标、中桩左侧 点个数、中桩右侧点个数、左侧点的高差和平距、右侧点的高差和平距。在.dmx中，没有横 断面地面线点的数据；在.hdm中，没有中桩数据，通过结合，“横断面地面线结构集 合”HdmParam提供方法支持用户获取任意横断面任意位置的点坐标；通过点，就形成了横断 面地面线。纵断面地面线数据中的中桩数据信息就是横断面中最中心点的高程信息。在横断 面地面线文件中(.hdm)，没有这个高程信息，只有各个点的相对平距高差，即每个点的二维 坐标，加入高程信息，才可以得到三维的地面线，因为将二者结合可重构得到三维数据。

进一步的，以所述中桩数据作为基准，计算所述横断面地面线点数据相对于中桩的横向 偏移值，根据所述横向偏移值计算所述横断面地面线点数据相对于中桩的高差值和高程值(二 维变三维)；从而将所述待处理的地面线数据单元重构为能够被第二设计软件读取并用于建模 的地面线数据单元，包括：

(1).读取数据后的预处理

步骤①，读取“地面线基础集合”类DmxEntities，该集合包含：中桩设计桩号、中桩连续 桩号、中桩点坐标、中桩左侧点个数、中桩右侧点个数、左侧点的高差和平距、右侧点的高 差和平距。

步骤②，因为直接读取地面线点的平距和高差是相对前点的数值，为了后续计算方便在 此将相对前点的数值，整理成相对于中桩号的高差值和横向距离。

步骤③，步骤②处理后的相对于中桩号的高差值，和横向距离与步骤①中的设计桩号、 连续桩号、中桩左侧点个数、中桩右侧点个数存放在自定义的横断面地面点信息数组中，即 完成横断面地面线数据信息的预处理。

(2).根据输入的桩号值与距中桩的横向偏移距，得到该点相对中桩设计线的高差

步骤①，输入需要查询的桩号值及横向偏移距离X。

步骤②，判断此偏移距离是否在此桩号横断面地面线范围以内。在范围内则继续下一步， 在范围以外则提示用户。

步骤③,取得横向偏移值X，前后点的相对中桩高差值，通过插值算法得到该点与中桩 设计线的高差值Y，并存储以便后续计算使用。

(3).根据输入的桩号值与距中桩的横向偏移距，得到该点的高程，有了高程，每个二 维横断面地面线点数据就是三维数据了。

步骤①，输入需要查询的桩号值及横向偏移距离X，得到该桩号横向偏移距X处的地面 线高程。

步骤②，与功能二中得到的与中桩设计线的高差值相加，便到该点的高程，并存储以便 后续计算使用。

(4).构建“地面线结构集合”DmxParams，将上述信息储存起来。

5.横断面数据：读取第一设计文件中的横断面文件、挖方边坡文件以及填方边坡文件， 通过数据抽取方法从所述横断面文件、挖方边坡文件以及填方边坡文件提取横断面点数据， 整理得到待处理的横断面数据集合。

5.1填方边坡数据解析：

构建“填方边坡初始文件”类：TfbpFile，读取原始参数文件(.ctr)数据，并保存到“填方 边坡基础集合”TfbpEntities属性中。

参数包含：边坡坡度、控制坡高、最大坡高、砌护控制四个参数。四个参数为一组，一 组代表一级边坡。

5.2挖方边坡数据解析：

构建“挖方边坡初始文件”类：WfbpFile，读取原始参数文件(.ctr)数据，并保存到“挖方 边坡基础集合”WfbpEntities属性中。

参数包含：边坡坡度、控制坡高、最大坡高、砌护控制四个参数。四个参数为一组，一 组代表一级边坡。

5.3超高数据解析：

构建“超高初始文件”类：SupFile，读取原始超高文件(.sup)数据，并保存到“超高基础 集合”SupEntities属性中。参数包含：超高段落、超高值。

5.4.加宽数据解析：

构建“加宽初始文件”类：WidFile，读取原始超高文件(.wid)数据，并保存到“加宽基础 集合”WidEntities属性中。参数包含：加宽段落、加宽值。

5.5横断面数据重构：结合所述中桩数据将所述二维横断面点数据转换为三维数据，整 理得到待处理的三维横断面点数据集合(与地面线转换过程相同)，再结合所述地面线数据单 元的地面线信息，将所述待处理的三维横断面点数据集合按照预定格式写入预先建立的横断 面数据单元中；利用所述地面线数据单元的地面线信息计算每个所述待处理的三维横断面点 数据与地面线的相对空间位置，根据所述相对空间位置，将所述三维横断面点数据写入预先 建立的横断面数据单元中的预定构件位置处，从而将所述预先建立的横断面点数据单元重构 为能够被第二设计软件读取并用于建模的横断面数据单元。

其中，所述预先建立的横断面数据单元包括：依次连接的七个数据构件，所述七个数 据构件包括：路面、路肩墙、填方边坡、路堤墙、边沟、路堑墙及挖方边坡；每个数据构件包括多个点，其中路面基类点为8个；路肩墙基类点为2个，填方边坡基类点为18个，路堤 墙基类点为3个，边沟基类点为10个，路堑墙基类点为4个，挖方边坡基类点33个；并将 每个数据构件中的最后一个点标记为挂接点。具体的，“横断面结构集合”中的点按照组成来 分可分为路面点、路肩墙点、填方边坡点、路堤墙点、边沟点、路堑墙点及挖方边坡点7大 部分；按照属性来分，可分为挂接点、基类点、公共点。为了建立横断面数据，首先要提取 点的公共属性建立基类点(SacPoint)，再由基类点组合成横断面各个部分点的集合，同时生 成挂接点集合。基类点的结构属性参数包括：(1)X偏移值，相对于路基中心点的偏移值， 左负右正；(2)H偏移值，相对于路基中心点的高差，上正下负；(3)所属路幅(Side)，由 Left左幅，Center整幅，Right右幅组成；(4)道路类型(RoadType)，由Subgrade路基，Tunnel 隧道，Bridge桥梁，Interchange互通组成；(5)编码(Code)，由LM路面、LJQ路肩墙、TFBP 填方边坡、LDQ路堤墙、BG边沟、LQQ路堑墙、WFBP挖方边坡组成。(6)所属路线(Alignment)， 如：AK，代表AK线；(7)设计桩号(DeStation)；(8)连续桩号(PlStation)；(9)绝对坐 标(MyPoint3D)，包括X/Y/Z。

路基分为左右两个部分，各部分基类点如下。路面基类点8个，主要分为路基中心点， 第一中央分隔带点，第二中央分隔带点，第一土路肩点，第一行车道点，第二行车道点、硬 路肩点、第二土路肩点。路肩墙基类点2个，由2个点组成路堑墙特性。填方边坡基类点18个，每级边坡由3个点组成，表示每一级边坡的平台和边坡，默认可以计算至六级边坡。路堤墙基类点3个，由3个点组成路堤墙特性。边沟基类点10个，由10个点组成边沟平台、 放坡、边沟特性等。路堑墙基类点4个，由4个点组成路堑墙特性。挖方边坡基类点33个， 每级边坡由3个点组成，表示每一级边坡的平台和边坡，默认可以计算至十一级边坡。

4.公共点：公共点的结构属性包括：设计桩号(DeStation)；连续桩号(PlStation)；道路 类型(RoadType)，由Subgrade路基，Tunnel隧道，Bridge桥梁，Interchange互通组成；

5.挂接点

不同于纬地数据中体现横断面要素较为分散的特性，该集合包括各个横断面7个要素的 所有点集合。为了表示每个横断面的各部分直接的关系还要建立挂接点属性。挂接点的作用 是连接7个横断面要素的点，如为了保证路肩墙能顺利与路面挂接，则必须在路面外边缘点 设置为连接点属性，在路肩墙第一个点设置为连接点属性，从而将两者挂接起来。挂接点主 要包括路面挂接点、路肩墙挂接点、填方边坡挂接点、路堤墙挂接点、边沟挂接点、路堑墙 挂接点。

挂接点结构属性包含：设计桩号(DeStation)；连续桩号(PlStation)；道路类型(RoadType)： Subgrade路基，Tunnel隧道，Bridge桥梁，Interchange互通；放坡与否(Bool)，布尔值(bool)， true表示放坡，false表示不放坡。

需要注意的是，横断面点的挂接是有顺序的，由路面挂接路肩墙、路肩墙挂接填方边坡、 填方边坡挂接路堤墙、路堤墙挂接边沟、边沟挂接路堑墙、路堑墙挂接挖方边坡。挂接点存 在于路面第8个点、路肩墙第2个点、填方边坡第18个点、路堤墙第3个点、边沟第10个 点、路堑墙第4个点。但在一个横断面，不可能同时存在填方边坡与挖方边坡，这时，不存在的部分会统一收于一点，这一点即是本级与上一级的挂接点。如在一个横断面中，只有路面，无填挖方、挡防、排水等，则路面之后的所有点都收于路面挂接点。

步骤三：应用数据

(一)GIS平台数据应用展示

重构的数据为高斯坐标，在与BIM+GIS平台交互时，则需要把高斯坐标转换为大地坐标。 依据测量成果，换算高斯坐标与大地坐标的转换参数，将重构数据转换为具有地理坐标系的 数据，每个数据点不仅具有地理坐标，还有相关的属性，则可方便的在BIM+GIS平台进行交 互与属性标注。通过解析数据、重构数据。可以将重构数据通过逻辑组合，如路线的平面线 形、纵断面图、横断面图在GIS平台中以图形形式展示出来。展示的图形不再是基于AutoCAD 平台，而是通过读取重构数据，通过绘图算法二次开发实现。从而实现公路工程设计数据使 用的轻量化、多元化。

(一)数据互逆转换 通过解析重构的数据源以数据库的方式存储起来，这些数据源是构成公路工程平、纵、横 最基本的元素，可通过该数据库生成纬地软件能够读取应用的文件，从而达到数据互逆应用 的效果，增大数据应用的广度与宽度，使得数据不仅限于单一软件应用。可在BIM+GIS平台 改动后再生成二维数据。

实施例2

本发明进一步的实施例中，对我们根据地面线进行横断面数据单元重构的空间逻辑进行 说明：(1).构成任意一个横断面都是由七个构件组合而成，它们分别是路面(红色)、路肩 墙(黄色连接路面构件的部分)、填方边坡(绿色)、路堤墙(黄色连接填方边坡的部分)、边 沟(洋红色)、路堑墙(黄色连接边沟和路堑墙的部分)及挖方边坡(青色)；每个数据构件 包括多个点，其中路面基类点为8个；路肩墙基类点为2个，填方边坡基类点为18个，路堤 墙基类点为3个，边沟基类点为10个，路堑墙基类点为4个，挖方边坡基类点33个；并将每个数据构件中的最后一个点标记为挂接点。如图3a所示。以上图的半幅为例，每个横断面的连接顺序是固定的，即路面-路肩墙-填方边皮-路堤墙-边沟-路堑墙-挖方边坡组合而成，若 不存在某构件，则该构件的所有点都收于上一构件的最后一点。如图3b所示横断面，一条为 地面线，一条为横断面设计线，以右半幅为例，该断面右幅为路面-边沟-挖方边坡的组合， 按照顺序，则路肩墙、填方边坡、路堤墙构件的所有点都收于路面构件的最后一点；路堑墙 的所有点收于边沟的最后一点。以此类推，下图的左幅则路肩墙收于路面构件最后一点；路 堤墙收于填方边坡最后一点；路堑墙和挖方边坡都收于边沟的最后一点。因此，运用以上七 个构件，可以组合出任意形式的横断面。

3.在解析重构数据后，是怎样在三维中绘制横断面的呢，下面以几个例子作为说明，(1) 如下图4a所示。一条为地面线，一条为横断面设计线。在解析重构后得到的数据库中，通过 桩号关联所有的设计信息，首先读取该断面的设计信息，如在此断面左幅中，有如下设计信 息：此处为挖方段、挖方边坡的坡率为1:0.75、坡高为10米、平台宽2米。其次，通过边坡 坡、坡高、平台高度，以及设计线中桩高程值和地面线高程值，可算出此处挖方边坡的放坡 级数和与地面线的相交位置(即与地面线的空间位置)。在此横断面中，计算得到相交位置与 边沟构件最后一点的高程差值为24.5m，所以得到由图4a所示的三级边坡。

(2)如下图4b所示，一条是地面线，一条是横断面设计线。在解析重构后得到的数据 库中，通过桩号关联所有的设计信息，首先读取该断面的设计信息，得到该断面是桥梁段， 所以不存在除了路面构件的其他构件，因此得到如图4b所示的断面。

(3)如下图4c所示，一条是地面线，一条是设计线。在解析重构后得到的数据库中，通过桩号关联所有的设计信息，首先读取该断面的设计信息，得到该断面右边为路肩墙、路肩墙的墙高数据，通过与地面线相交的高程值相叠加，可得到路肩墙构件点的高程值，再将其余构件点收于路肩墙构件最后一点；得到该断面左侧为挖方边坡、挖方边坡坡率为1:0.75、 坡高为10m、平台高度为2m等数据，通过边坡坡、坡高、平台宽度，以及设计线中桩高程 值和地面线高程值，可算出此处挖方边坡的放坡级数和与地面线的相交位置。在此横断面中， 计算得到相交位置与边沟构件最后一点的高程差值为12.5m，所以得到由图图4c所示的二级 边坡。进一步的，图5a～图5d为横断面在三维GIS场景中的展示，一共四组，第一张为三维 横断面图，第二张为此图在有地形影像下的效果。

图6示出了根据本发明示例性实施例的公路工程设计数据重构解析的系统，即电子设备 310(例如具备程序执行功能的计算机服务器)，其包括至少一个处理器311，电源314，以及 与所述至少一个处理器311通信连接的存储器312和输入输出接口313；所述存储器312存 储有可被所述至少一个处理器311执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器311执行， 以使所述至少一个处理器311能够执行前述任一实施例所公开的方法；所述输入输出接口313 可以包括显示器、键盘、鼠标、以及USB接口，用于输入输出数据；电源314用于为电子设 备310提供电能。

本领域技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相 关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行 包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

当本发明上述集成的单元以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时， 也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本 质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品 存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务 器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包 括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明具体实施方式的详细说明，而非对本发明的限制。相关技术领域 的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包 含在本发明的保护范围之内。