面向匯水分析的公路三維建模方法研究.pdf

1、隨著中國交通事業(yè)飛速發(fā)展，各等級公路的大規(guī)模建設帶來了巨大的經(jīng)濟效益，公路的設計、施工與維護工作也面臨更高的要求。與此同時，由于部分地區(qū)近年來受到極端天氣影響，譬如暴雨引發(fā)的洪澇災害，大量雨水對公路的排水系統(tǒng)形成巨大考驗，一些公路在設計階段未充分考慮公路本身以及相關排水設施的設計規(guī)格，使得此類災害給人民的生命財產(chǎn)安全帶來威脅。針對以上問題，公路工程可通過公路三維建模技術在公路設計階段綜合考慮公路地形與排水設施，改善公路排水能力，減少災害

2、損失。然而，目前公路模型缺失排水設施的完整表達，且匯水分析絕大部分僅用于自然地表模型，無法支持公路完整的匯水分析。
　　因此，本文在公路模型中充分考慮包含排水設施要素在內(nèi)的公路實體要素，旨在為公路的匯水分析設計專有的公路三維模型，使之既能滿足三維可視化表達，又能滿足匯水分析。本文利用公路排水設計在內(nèi)的公路設計數(shù)據(jù)，構(gòu)建面向可視化表達與匯水分析統(tǒng)一表達的公路三維模型，以此為基礎開展匯水要素約束下的公路匯水分析。本文的研究內(nèi)容與成果主

3、要包括:
　　(1)面向匯水分析的公路三維數(shù)據(jù)模型構(gòu)建
　　在現(xiàn)有的公路模型的基礎上，提取模型中公路實體要素以及排水設施要素，綜合考慮匯水分析需求所含要素，設計一套包含各類排水設施的完整公路模型，并明確描述各個公路實體要素的語義、幾何、屬性、空間定位與關系信息。
　　(2)基于公路設計數(shù)據(jù)的公路三維建模
　　以全套公路設計數(shù)據(jù)（圖紙集）為數(shù)據(jù)源，理清施工圖數(shù)據(jù)特征，關注排水設施在設計數(shù)據(jù)中的表達以及在將來模型中的

4、表達。探索如何在公路三角網(wǎng)中加入?yún)R水要素，研究并實現(xiàn)公路實體要素與匯水要素均完整的，且能夠面向匯水分析的公路表面三維模型，使其不僅滿足于三維可視化，更做到匯水分析的功能。
　　(3)基于公路三維模型的匯水分析
　　在完整表達公路實體以及相關排水設施的公路三維模型上，研究基于該模型的匯水分析方法，即在公路表面三角網(wǎng)中實現(xiàn)匯水要素約束下的匯水分析。最后以匯水徑流網(wǎng)絡，討論不同狀態(tài)下公路的匯水情況與其影響。
　　研究結(jié)果表明