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［摘要］伴随当前科学技术快速发展，在公路设计技术当中，CAD技术越来越普及，也形成了一体化的集成技术，在现代公路测设过程中具有非常重要的意义。本文重点分析研究数字地面模型在公路CAD中的应用，以供参考。
［关键词］数字地面模型；CAD技术；公路工程；应用
1数字地面模型与CAD技术概述
1.1数字地面模型
DTM数字地面模型DTM是由MIT的实验室首先发明的，主要是数字化的表达地面模型，将原有的二维空间设计的局限性打破，形成三维的立体空间，利用x、y、z的坐标系形成的测设数据进行分析和计算，通过现有的数字对原有地理空间数据进行取代，最后完善形成数字地面模型DTM。在原有条件下数字地面模型DTM可以产生高程模型DEM，也就是数字地面模型DTM的数字出现绝对高程，并且对高程模型DEM进行完善，使其具有相应的属性和地面空间数据能力，可以对数据进行有效的应用，对地理空间特点进行表达。数字地面模型DTM在工作的过程中首先利用野外直接测量法或者其他测量法，测量测设内的绝对高程和平面位置的点，其次依照方格网的具体要求在测设点当中形成高程点，并且对网络框架进行完善，通过一定的公式对相关数据进行求解，让这些点的总值形成数字地面模型DTM，并且利用三维坐标系对其位置进行表达，形成相应的地形特征。在形成三维数字地面模型之后，在外业勘探的过程中，可以通过三维数字地形图形成公路的走向地面模型，接着为公路进行纵横断面、地面线数据的设计，接着完成纸上定线的工作设计，横断面和纵断面将原有设计过程中出现的问题，有效的解决，省时省力。
1.2CAD技术
计算机辅助设计CAD主要是由软件部分和硬件部分组成的。软件部分主要是对数据进行计算，其主要分成三个部分，首先是进行图形设计，在测试的过程中通常需要进行函数曲线的绘制，几何图形的设计以及对地形的测试模拟和表格的制作。这些都是需要进行图形系统完成的，其次为数据库系统，主要是录入所测量获得的数据，并且有机的将这些数据进行整合，形成固定的资料，方便进行提取和存储，与此同时数据库还可以用于对相关资料计算结果进行存储，第三是科学的计算系统主要是利用计算机的函数运算和计算程序将测试的数据科学化的进行计算。在计算过程中有效的分析和设计结果。计算机辅助CAD硬件系统主要是为了保证软件系统的有效运行而使用的绘图机，显示器及打印机等，可以有效的更改设计的数据和文本，并且进行打印，形成完善的设计。
2数字地面模型DTM在公路CAD中的应用
2.1数字地面模型DTM的应用
2.1.1实际应用
在三维立体地面数据模型当中选定公路线路，这可以为设计者形成完善的路线走廊，让设计者可以对所有可能路线进行初步设定，其次在数字地面模型当中进行平面线形的设定，并且优化路面路线的平面空间，对最佳路线方案进行确认，并用CAD系统进行路面平面的逐桩坐标设计，在数字地面模型上进行各线路横断面、纵断面的设计，并且完成立交三维模型和线路数字地形三维模型的叠加，完成最后的动画和渲染工作，形成立体的三维真实模型，接着设计人员可以通过autoCAD的命令对公路形成的景观进行任意角度的浏览，可以从行车驾驶员的角度对公路进行观测，对运行公路设计过程中是否合理进行检测，判断视距条件是否符合安全要求。
2.1.2应用优势
三维数字地形模型在模拟地形表面进行应用，可以进行有效的自动化处理，尤其在一些定量分析和三维建模的时候比较适用，是公路工程勘测设计三维化、自动化、可视化的具体工具，在进行路线三维设计和全方位优化的过程中打下了坚实的基础，因为DTM可以全方位地进行模型的分析和计算得以实现。和传统的设计相比，这种设计方式能够作为地表信息的一种数字表达，具有很大的优越性。数字地面模型可以对地形表面进行真实的模拟和展示，包含了三维真实坐标数据，所以在设计的过程中设计人员不用可以足不出户，通过数据模拟在计算机上进行公路的选型，在任意桩号或者平面坐标线上进行高程插值，可以获得任意的高程值和任意桩号，通过x、y平面坐标来搜索，对平面点位于哪个三角当中进行确认，并且利用插值计算获得相应的平面点在数模上的投影高程值。对线路任意方案的纵断面横断面高程插值进行设计，设计人员可以通过数字模拟不需要利用现场放线、测中平等方式对线路的横断面、地面线的数据进行准确的把握，可以让外业测量过程中人力、物力消耗大幅度的减少，让勘测效果的精度和效率大幅度提高，另外还可以大范围的进行线路的比选，设计人员只需要对一方案的平面设计进行操作，就可以获得相应的纵断面、横断面数据。
2.2CAD技术在公路工程中的应用
2.2.1外业测量
在进行公路线路设计的过程中，勘测是非常重要的一个组成部分，在勘测数据的条件下，形成相应的设计工作。道路勘测设计的测绘水平提高的前提下，形成了较为完善的体系，让勘测工作的自动化水平进一步提高，保证了工作的效率，特别是在GPS技术应用之后，线路测量的过程中可以进行精确化的处理。测量线路横断面中桩放样的过程中，可以通过实时动态的模型提升测量的精度和效率，在测定数据通过CAD处理之后，以三维的形式将地形基础信息展现出来，方便后期进行设计，让设计的科学性大幅度提高。
2.2.2内业设计
完成外业测量工作之后，可以依照测量数据进行内业设计、内业设计的过程中具有较大的工作量，通过CAD技术可以让设计工作的自动化水平进一步提高，让设计的精确度加强。在桥梁设计的过程中可以利用桥梁通CAD6.0软件对桥梁下部构造进行验算和设计，具有很强的灵活性，可以对多种方案进行比选，让设计水平进一步提高，保证设计结果的优化。设计人员在设计的时候可以调入相关软件生成的图纸，依照实际情况合理的进行修改和编辑，保证其线路与实际情况相吻合。
3结束语
伴随当前我国公路建设发展速度进一步加快，高等级公路也逐步增多，公路勘测任务也越来越重，这些年以来在数字地面模型DTM和CAD技术已经在公路线路设计的过程中获得了广泛的应用，取得了较大的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]朱爱民，唐勇.GIS技术在建立数字地面模型和路线CAD中的应用研究[J].工程勘察，2013，（05）：49-51.
作者:于永晓 单位:呼和浩特市公路工程监理所
