CN108921940A - 一种道路立交的快速三维建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种道路立交的快速三维建模方法,属于立交桥三维建模技术领域,提供了一种操作简单,建模方便、快捷,用时短的道路立交的快速三维建模方法,采用的技术方案为采用对道路立交CAD图纸进行立交路面数据的图层对应,平、纵、横数据和主路、主匝路、匝道的数据整理和裁切;然后在对立交的主路、主匝道和匝道的进行连接,立交路面要素进行三维构建、道路材质纹理贴图以及立交桥梁的三维建模;最后形成三维立交模型;本发明整个过程建模方便、快捷,用时短,并且形成的建模图形更加真实。

Description

一种道路立交的快速三维建模方法
技术领域
本发明涉及一种道路立交的快速三维建模方法,属于立交桥三维建模技术领域。
背景技术
立交桥是一个由桥梁、空间交叉和沿线设施等组成的复杂空间结构,在整个城市道路网中占有很重要的地位。由于立交桥自身空间结构的复杂性,其三维建模有异于一般建筑物和地形,尤其是大型的立交桥,空间跨桥错综复杂、拓扑关系繁多,建模工作更为困难。当前的立交三维建模技术从数据模型与拓扑结构的组织管理入手,提出其三维建模方法的一般流程,其数据组织复杂、特别是道路立交的拓扑结构构建十分繁琐,不满足短时、快速的建模需求。
发明内容
为解决现有技术存在的技术问题,本发明提供了一种操作简单,建模方便、快捷,用时短的道路立交的快速三维建模方法。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案为一种道路立交的快速三维建模方法,按照以下步骤进行,
步骤1、对立交桥CAD图纸中的立交数据进行整理,根据道路三维建模要求整理立交路面要素的图层数据,并将立交数据划分为主路、主匝路和匝路,分别以编号MM、编号MS和编号SS标记道路类型;
步骤2、对整理的立交数据进行剪切,并构建了立交的主路与匝道间的拓扑关系,首先对立交道路数据的属性进行赋值,属性信息包括坐标(X、Y),索引和道路类型三种信息,其中,X轴坐标和Y轴坐标为主路与匝道的连接点;索引取值1和2用于表示有两点相连接;道路类型取值0和1,0用于表示主路,1用于表示匝道;然后对立交主匝关系进行构建,主路与匝道相连接的点属性基本相同,只有道路类型不同,按连接点坐标(X、Y)、索引组成唯一key值;
步骤3、对立交数据进行解析处理;
步骤4、根据立交主路与匝道之间的拓扑关系,将立交路面的红线进行连接,构建出基础的道路立交的三维轮廓线;
步骤5、生成路面、边坡及其他道路要素;
步骤6、根据主路、主匝道和匝道的类型,分别构建桥梁模型;
步骤7、进行道路路面材质、道路边坡、人行道等标识标线的材质、纹理的渲染;
步骤8、自动生成立交路灯、信号灯及其他道路附属设施;
步骤9、以实体方式多视角显示三维立交模型。
优选的,所述步骤4中,在进立交路面的红线连接时,S1.先依据裁切数据中的立交主匝关联表,获取连接点;S2.判断主路连接点高程与匝道连接点高程是否一致,若一致,执行S4;若不一致,执行S3;S3.主路与匝道连接平滑:即平滑匝道与主路连接的道路红线,其中,匝道道路红线分为匝道右侧红线和匝道左侧红线;S4.连接主路和匝道的道路红线,实现主路与匝道的连接。
优选的,所述S3中在匝道右侧红线平滑时,匝道连接点所在的红线向后取点,直到多点距离之和>=10时结束,设该点为ZDH;以主路连接点的高程值为起点,ZDH点的高程值为终点线性插值,重新绘制匝道红线;同理,在匝道左侧红线平滑时,匝道连接点所在的红线向后取点,直到多点距离之和>=10时结束,设该点为ZDH;以主路连接点的高程值为起点,ZDH点的高程值为终点线性插值,重新绘制匝道红线。
与现有技术相比,本发明具有以下技术效果:本发明操作简单,采用对道路立交CAD图纸进行立交路面数据的图层对应,平、纵、横数据和主路、主匝路、匝道的数据整理和裁切;然后在对立交的主路、主匝道和匝道的进行连接,立交路面要素进行三维构建、道路材质纹理贴图以及立交桥梁的三维建模;最后形成三维立交模型。整个过程建模方便、快捷,用时短,并且形成的建模图形更加真实。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,一种道路立交的快速三维建模方法,按照以下步骤进行,
步骤1、对立交桥CAD图纸中的立交数据进行整理,根据道路三维建模要求整理立交路面要素的图层数据,并将立交数据划分为主路、主匝路和匝路,分别以编号MM、编号MS和编号SS标记道路类型;
步骤2、对整理的立交数据进行剪切,并构建了立交的主路与匝道间的拓扑关系,首先对立交道路数据的属性进行赋值,属性信息包括坐标(X、Y),索引和道路类型三种信息,其中,X轴坐标和Y轴坐标为主路与匝道的连接点;索引取值1和2用于表示有两点相连接;道路类型取值0和1,0用于表示主路,1用于表示匝道;那么主路与匝道连接处只需记录道路两边的两个点即可,因为连接处(即分割处)是直线分割,所以只需要记录直线两端的点。两点的索引分别是1和2,主路记录0-1,0-2,匝道记录1-1和1-2,其中0-1和1-1为同一点,0-2和1-2为同一点,主路查找连接关系时根据这两点找到相应的匝道进行平滑连接。然后对立交主匝关系进行构建,主路与匝道相连接的点属性基本相同,只有道路类型不同,按连接点坐标(X、Y)、索引组成唯一key值;
步骤3、对立交数据进行解析处理;
步骤4、根据立交主路与匝道之间的拓扑关系,将立交路面的红线进行连接,构建出基础的道路立交的三维轮廓线;
其中,在进立交路面的红线连接时,S1.先依据裁切数据中的立交主匝关联表,获取连接点;S2.判断主路连接点高程与匝道连接点高程是否一致,若一致,执行S4;若不一致,执行S3;S3.主路与匝道连接平滑:即平滑匝道与主路连接的道路红线,其中,匝道道路红线分为匝道右侧红线和匝道左侧红线;S4.连接主路和匝道的道路红线,实现主路与匝道的连接。在匝道右侧红线平滑时,匝道连接点所在的红线向后取点,直到多点距离之和>=10时结束,设该点为ZDH;以主路连接点的高程值为起点,ZDH点的高程值为终点线性插值,重新绘制匝道红线;同理,在匝道左侧红线平滑时,匝道连接点所在的红线向后取点,直到多点距离之和>=10时结束,设该点为ZDH;以主路连接点的高程值为起点,ZDH点的高程值为终点线性插值,重新绘制匝道红线。
步骤5、生成路面、边坡及其他道路要素。具体的将二维道路设计数据与三维建模图层一一对应,即将道路中心线、车道线及其他标识标线与建模图层进行关联;将道路纵断面、横断面和边坡信息保存到三维道路建模要素集合中,对二维道路设计数据的断点、重叠等错误进行检测;其中,根据二维道路设计数据,判断二维道路设计数据中线段的起始点、终止点,确定起终点的个数,若是只有一个设为中断点,以黄色点表示;根据二维道路设计数据对线段类型进行区分,对每条线进行空间位置比较,判断是否重叠,在进行数据处理时,断点处理:设置断点容差,选择要处理的图层,设置处理范围(框选),然后断点处自动连接,在CAD图上显示新连接点,并以表格形式显示处理的记录;重叠处理:设置断点容差,选择要处理的图层,设置处理范围(框选),在CAD图上以高亮的形式显示相应的位置,提示用户人工处理;根据二维道路设计数据中点、线、面要素的属性及相互空间关系,将二维道路设计数据裁切成三维建模数据;道路建模要素以图层的方式进行组织,裁切生成XML格式的建模数据,然后根据裁切的三维建模数据,分层快速生成路面、边坡及其他道路要素。
步骤6、根据主路、主匝道和匝道的类型,分别构建桥梁模型;
步骤7、进行道路路面材质、道路边坡、人行道等标识标线的材质、纹理的渲染;
步骤8、自动生成立交路灯、信号灯及其他道路附属设施;
步骤9、以实体方式多视角显示三维立交模型,满足道路设计人员不同的观看需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包在本发明范围内。

Claims (3)

1.一种道路立交的快速三维建模方法,其特征在于:按照以下步骤进行,
步骤1、对立交桥CAD图纸中的立交数据进行整理,根据道路三维建模要求整理立交路面要素的图层数据,并将立交数据划分为主路、主匝路和匝路,分别以编号MM、编号MS和编号SS标记道路类型;
步骤2、对整理的立交数据进行剪切,并构建了立交的主路与匝道间的拓扑关系,首先对立交道路数据的属性进行赋值,属性信息包括坐标(X、Y),索引和道路类型三种信息,其中,X轴坐标和Y轴坐标为主路与匝道的连接点;索引取值1和2用于表示有两点相连接;道路类型取值0和1,0用于表示主路,1用于表示匝道;然后对立交主匝关系进行构建,主路与匝道相连接的点属性基本相同,只有道路类型不同,按连接点坐标(X、Y)、索引组成唯一key值;
步骤3、对立交数据进行解析处理;
步骤4、根据立交主路与匝道之间的拓扑关系,将立交路面的红线进行连接,构建出基础的道路立交的三维轮廓线;
步骤5、生成路面、边坡及其他道路要素;
步骤6、根据主路、主匝道和匝道的类型,分别构建桥梁模型;
步骤7、进行道路路面材质、道路边坡、人行道等标识标线的材质、纹理的渲染;
步骤8、自动生成立交路灯、信号灯及其他道路附属设施;
步骤9、以实体方式多视角显示三维立交模型。
2.根据权利要求1所述的一种道路立交的快速三维建模方法,其特征在于:所述步骤4中,在进立交路面的红线连接时,S1.先依据裁切数据中的立交主匝关联表,获取连接点;S2.判断主路连接点高程与匝道连接点高程是否一致,若一致,执行S4;若不一致,执行S3;S3.主路与匝道连接平滑:即平滑匝道与主路连接的道路红线,其中,匝道道路红线分为匝道右侧红线和匝道左侧红线;S4.连接主路和匝道的道路红线,实现主路与匝道的连接。
3.根据权利要求2所述的一种道路立交的快速三维建模方法,其特征在于:所述S3中在匝道右侧红线平滑时,匝道连接点所在的红线向后取点,直到多点距离之和>=10时结束,设该点为ZDH;以主路连接点的高程值为起点,ZDH点的高程值为终点线性插值,重新绘制匝道红线;同理,在匝道左侧红线平滑时,匝道连接点所在的红线向后取点,直到多点距离之和>=10时结束,设该点为ZDH;以主路连接点的高程值为起点,ZDH点的高程值为终点线性插值,重新绘制匝道红线。
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