根据道路标高建模（道路选线及地形建模方式）

一、道路选线

道路选线是在道路规划起点与终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能满足使用要求的道路中心线。选线工作面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要考虑多方面的因素。

1.道路选线目的和任务

道路选线的目的，就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地形、地质、地物及其他沿线条件，综合平、纵、横三方面因素，在实地或纸上选定道路路中线平面位置。

道路选线的主要任务是：确定道路的走向和总体布局，具体确定道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上或实地选线，把路线的平面位置确定下来。

2.道路选线要求

路线是道路的骨架，它的好坏关系到道路本身功能的发挥和在路网中是否能起到应有的作用。影响路线设计的因素除自然条件外还受诸多社会因素的制约，选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各方面的关系，其基本原则如下：

1）在路线没计的各个阶段，运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。

2）路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小，造价低，营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。

3）选线应同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽可能不占高产田、经济作物田或经济林园等。

4）通过名胜、风景、古迹地区的公路，应与周围环境、景观相协调，并适当照顾美观。注意保护原有自然状态和重要历史文物遗址。

5）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对公路工程的影响。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严重不良地质地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待。一般情况下路线应设法绕避。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。

6）选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题，具体应注意以下几个方面：①路线对自然景观与资源可能产生的影响；②占地、拆迁房屋所带来的影响；③路线对城镇布局、行政区划、农业耕作区、水利排灌体系等现有设施造成分割而产生的影响；④噪声对居民的影响；⑤汽车尾气对大气、水源、农田所造成的污染及影响；⑥对自然环境、资源的影响和污染的防治措施及其对策实施的可能性。

3.道路选线步骤

一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由面到带进而到线的过程来实现的，一般要经过以下3个步骤：

1）全面布局。全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起讫点及中间必须通过的据点寻找可能通行的“路线带”，并确定一些大的控制点，连接起来即形成路线的基本走向。例如，在起讫点及据点间可能沿某条河，越某座岭；可能走这一岸，也可能走另一岸。这些都属于路线的布局问题。

2）逐段安排。这是在路线基本走向已经确定的基础上，进一步加密控制点，解决路线局部方案的工作。即是在大控制点间，结合地形、地质、水文、气候等条件，逐段定出小控制点。

3）具体定线。这是在逐段安排的小控制点间，根据技术标准结合自然条件，综合考虑平、纵、横三方面因素，反复穿线插点，具体定出路线位置的工作。这一步更深入、更细致、更具体。具体定线由详测时的选线组来完成。

4.道路选线方法

选定道路中线位置按其具体做法不同，可分为实地选线、纸上选线和自动化选线三种方法。

1）实地选线

实地选线是由选线人员，根据设计任务书的要求，在现场实地进行勘察测量，经过反复比较，直接选定路线的方法。

此法的特点是工作简便、符合实际；实地容易掌握地质、地形、地物情况，做出的方案切实可靠；定线时一般不需要大比例尺地形图。但是，这种方法野外工作量很大，体力劳动强度高，野外测设工作受气候和季节的影响大。同时，由于视野的局限性，加上地形、地貌、地物的影响，使路线的整体布局存在一定的片面性和局限性。因此，实地选线一般只用于等级较低、方案比较明确的公路。

2）纸上选线

纸上选线是在已经测得的地形图上。进行路线布局方案比选，从而在纸上确定路线，再到实地放线的选线方法。

这种方法的特点是野外工作量较小、测设速度快；测设和定线不受自然因素干扰；能在室内综观全局，结合地形、地物、地质条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素，使所选定的路线更为合理。但纸上定线必须要有大比例尺的地形图，地形图的测设需要较大的工作量和较多的设备。纸上选线多用于等级较高和地形、地物复杂的道路。

3）自动化选线

随着航测技术和电子计算机技术的迅速发展，产生了将航测和电算相结合的自动化选线方法。

自动化选线的基本做法是：先用航测方法测得航测图片，再根据地形信息建立数字地形模型（ContextCapture实景建模软件），把选线设计的要求转化为数学模型，将设计数据输入计算机，由计算机按照一定的程序进行自动选线、分析比较、优化，最后通过自动绘图仪和打印机将全部设计图表输出。

自动化选线用电子计算机和自动绘图仪代替人工去做大量烦琐的计算、绘图、分析比较工作，这样能使选择的路线方案更加合理，而且节省了人力、物力和时间，成为今后道路选线的发展方向。

二、道路地形建模

通过倾斜摄影对于道路选线范围进行拍摄，获取相关道路数据，再利用实景建模软件ContextCapture，生成格网模型和道路横断面，并通过处理提取道路地形和断裂线。

除了上述功能外，通过ContextCapture建成的实景模型不仅能直接生成正射影像，数字表面模型，还能进行土方量计算。利用ContextCapture的模型浏览器可以直接测量地貌坐标点，距离，面积和体积。

下面，我们一起来看下ContextCapture的具功能：

ContextCapture 是一款可由简单的照片和/或点云自动生成详细三维实景模型的软件。ContextCapture 的高兼容性，能对各种对象各种数据源进行精确无缝重建，从厘米级到公里级，从地面或从空中拍摄。只要输入照片的分辨率和精度足够，生成的三维模型是可以实现无限精细的细节。

1）集成地理参考数据

ContextCapture 可为包括 GPS 标记和控制点在内的多种类型的定位数据提供本地支持。它还可以通过定位/旋转导入或完整块导入来导入任何其他定位数据，能够精确测量坐标、距离、面积和体积。

2）自动空中三角测量和三维重建

一旦自动识别每张相片的相对位置和方向，就可以通过添加控制点和编辑连接点来对空中三角测量结果进行微调，以最大限度提升几何和地理空间精度。优化的三维重建算法以无可匹敌的精度生成精准的三维模型以及每个格网面片的影像纹理。ContextCapture 可确保各个三维格网模型顶点放置在最佳位置，因此可以更少的瑕疵表现重现更精细的细节和更锐利的边缘，从而大幅提高几何精度。

3）生成二维和三维 GIS 模型

借助 ContextCapture，可以生成各种 GIS 格式的精确地理参考三维模型，包括真正射影像和新的 Cesium 3D Tiles，并将瓦片范围和空三成果导出为KML和XML。ContextCapture 提供的坐标系数据库接口可确保与GIS 解决方案的数据互用性。可以从 4,000 多个空间参考系统中进行选择，并可添加用户自定义的坐标系。而且，ContextCapture 会根据输入照片的分辨率和空间分布情况，自动调整模型的分辨率和精度。

这意味着，ContextCapture可以处理分辨率不均匀的场景，而不必为保留一些更高分辨率的场景区域而牺牲整体效率。

4）处理实景模型

ContextCapture可以快速轻松地处理任何比例的格网模型，以及横断面的生成、地形和断裂线的提取，及正射影像、三维 PDF 和 iModel 的生成。它可以将格网模型与 GIS 和工程数据集成，以在格网模型的视觉环境中实现该信息的直观搜索、导航、可视化和动画。

5）生成和处理大型可缩放地形模型

ContextCapture可以从多种来源中生成非常庞大的可缩放地形模型，包括点云、断裂线、光栅数字高程模型和现有三角形化不规则网络。通过与原始数据源同步，可缩放地形模型可实时更新到最新。这样做的价值在于，拥有您所有数据的全局、最新和综合表示，并用于使用各种显示模式执行分析，以及生成动画和可视化效果。

ContextCapture软件详情：实景建模ContextCapture产品详情及五大应用

通过点云数据建立的实景模型，可以用于道路测量、电力巡检、古建筑修缮、城市规划、交通管理、消防救护、应急安防、防震减灾等。

如果，您有实景建模项目，或者对实景建模软件ContextCapture感兴趣，欢迎关注“艾三维技术”微信公众号，联系我们。

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