道路路线计算机辅助设计 ppt课件

（2）CAD硬件系统组成：
硬件系统的基本配置是由计算机、显示器、打印机及绘图机 四大件组成。
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
1963年，美国麻省理工学院（MIT）首次建立CAD的概念， 四十年来，随着计算机技术和微电子学的发展，价格低廉， 性能优良的CAD软硬件系统得到广泛的应用。
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CAD系统的组成: 软件系统
硬件系统 （1）CAD软件系统组成： 科学计算：包括通用的数学函数和计算程序，以及在设计中占 有很大比例的常规设计、优化设计等，即CAD的应用软件包。 图形系统：包括几何构型；绘制工程设计图；绘制各种函数曲 线；绘制各种数据表格；在图形显示装置上进行图形变换（即图 形进行平移、旋转、对称删除和修改）；以及分析和模拟等。 数据库：包括设计原始资料、设计标准与规范数据、中间结果、 最终成果等。
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一、路线平面设计
路线方案确定以后，设计者根据实际地形条件在实地或纸 上确定路线平面线形，将平面设计资料输入计算机进行处理。
输入数据：交点坐标（或交点桩号及转角）；
平曲线半径；
平曲线类型；
Байду номын сангаас
缓和曲线长度。
计算内容：路线里程；
平曲线要素；
曲线上各特征点的桩号；
逐桩坐标。
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路线平面位置，进行优化设计，根据计算机选择的最优方案和 数模提供的地形资料，完成整个路线设计工作。
（2）人工设计路线，输入设计数据，计算机完成计算与成图 首先由设计人员确定路线平面位置，将平面设计资料输入
计算机，由计算机完成路线平面设计，输入平面设计方案所对 应的纵、横断面资料，由计算机完成整个路线设计（如内业计 算和有关图表的绘制等） 。
一、路线平面设计
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二、路线纵断面设计
1．纵断面地面高程的获取 （1）实地进行路中线水准测量 （2）纸上定线时在地形图上人工读取中桩高程 （3）利用建立的带状数模，计算机进行数模内插，得到道 路中线上任一点的高程值，从而获得纵断面地面线。
随着计算机绘图技术的发展，从70年代未开始，在道路工程 设计中引入了计算机辅助设计（CAD）系统。由计算机自动完 成判别和设计计算，直接提供设计图表。
目前，许多国家建立了由航测设备、计算机和专用软件包形
成的组合系统，可以完成从数据采集、建立数学地形模型 （DTM）、线形优化和道路平、纵、横设计的计算机辅助设计 的全过程，从而大大提高了道路工程设计的速度和质量。
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二、数字地形模型的种类 1．离散型数字地形模型 离散型数字地形模型，简称散点数模。是由随机分布的离散 地形数据构成，是公路设计中常用的形式之一。可通过内插产 生路线设计所需要的纵、横断面地面线资料。 道路设计中常用二次多项式曲面作为拟合曲面，计算公式为：
Z=ax2+bxy+cy2+dx+ey+f
第十二章 道路路线计算机辅助设计
第一节 概 述
一、CAD技术简介 计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）是
近年来工程技术领域中发展最迅速、最引人注目的高技术之 一。
它将计算机迅速、准确地处理信息的特点与人类的创造思 维能力及推理判断能力巧妙地结合起来，为现代设计提供了 理想的手段。
1．由数字化仪从已有地形图上采集 由数字化仪沿等高线获取地形点坐标，该条等高线的高程值 则由人工读取。 2．由航测仪器从航空照片上获取 任何一种立体测图仪都可以从航空照片上进行数据采集。 3．用电子经纬仪、全站式速测仪等仪器由人工野外实测获 取。
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第三节 计算机辅助进行路线平纵横设计
（1）利用数字地形模型进行路线设计 自动在数字地形模型支持下，借助数学方法，由计算机初定
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
二、国内外道路CAD的现状与发展
（一）国外道路CAD的发展概况
计算机最初用于道路设计主要是完成繁重的计算任务，如路 线平面、纵断面设计计算、路面结构分析计算等。
从70年代开始，随着研究的深入，西方国家相继进行了纵断 面优化方面的研究与软件研制工作。
在纵断面优化设计技术的基础上，许多国家对一定宽度范围 内的道路平面线形和空间立体线形的优化技术进行了研究。
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（二）我国道路CAD的应用概况
70年代中后期，有关公路科研单位、高等院校和公路测设部 门开始研制与开发道路设计计算与优化程序，并取得了初步成 果。
1986年，交通部公路规划设计、东南大学、西安公路交通大 学等开发完成高等级公路综合优化及计算机辅助设计系统 。
目前公路路线CAD辅助设计系统开发已非常普及，应用十分 广泛。
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第二节 数字地形模型简介
一、数字地形模型及其道路设计中的应用
数字地形模型（DigitaI Terrain Model，简称DTM）是 按照某种数学模型表达地形特征的数值描述方式。它由许多 规则或无规则排列的地形点三维坐标x、y、z组成。
数字地形模型是路线优化设计的基础，是道路自动化设计 不可缺少的工具。利用数字地形模型进行路线方案比选，只 需输入少量的设计参数，计算机按照编好的程序，自动完成 设计和分析比较工作，输出全部成果。
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4．鱼骨式数字地形模型
鱼骨式数字地形模型是在路线方案确定以后，沿路线方向 和垂直于路线方向上采集地形点而构成的数字地形模型。
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随意鱼骨式数字地形模型
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三、数字地形模型的数据采集
数据采集是指选取构造数模的数据点及量取其坐标值的过程， 是建立数字地形模型的基础工作。
2. 格网式数字地形模型
格网式数字地形模型是将路中线左、右一定宽度内的地面划 分成大小相等的方格或长方格，按一定次序读取网格点的高程， 输入计算机而构成的数模。
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3．三角网式数字地形模型
它是用许多平面三角形逼近地形表面，即将地表面看成是 由许多小三角形干面所组成的折面覆盖起来的，读取并储 存三角形顶点的三维坐标，即构成三角网数字地形模型 。