路线CAD简介.ppt
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1、路线CAD简介,第一章 绪论,一、历史 1. 国外 60年代 平、纵线形要素计算,横断面、土石方计算,平、纵线形优化; 70年代 数字地面模型、图形显示及计算机绘图; 80年代 系统化(航测设备+计算机硬件+计算机软件的组合系统)、集成化(数据采集+设计、分析+三维显示与成图+优化技术) 90年代 国际化、多元化、系统的深化及柔软性的提高;智能化CAD(AI+CAD);数据采集运用GPS+航测或全站仪建立数模。,2. 国内 70年代中期:收集国外资料; 79年:公路、铁路纵断面优化。同济大学开办培训班、研讨班,形成国内路线CAD的“火种”; 85年:武汉二院BASIC编写的公路路线CAD软件已
2、出版、推广,李方、张雨化亦有类似软件; 80-90年:交通部“七五”攻关项目“高等级公路路线综合优化及CAD系统”,基于Apollo工作站、DDM图形系统,获部一等奖; 90年代:单兵作战,在DOS, AutoCAD, Windows3.x, Windows95/98及网络环境下,利用BASIC, FORTRAN, C/C+, VB, VC, AutoLISP等语言开发,但无一能与国外同类软件相比。,二、现状 1. 国外 1.1 MOSS 1.2 CARD/1 1.3 InRoads of Intergraph 1.4 GeoPak ROAD 2. 国内 2.1 “七五”攻关成果 2.2 RI
3、CAD, HEAD, Road for Windows95/98, AHCAD,. 问题:(1) 越是工程早期,CAD/CAE的支持越无力; (2) 很难做到勘测、设计一体化,效率不高。,三、发展趋势 1. 勘测、设计一体化; 2. 3D技术、Virtual Reality(虚拟现实)技术; 3. 多媒体技术; 4. 数据库技术、人工智能; 5. 集成化技术; 3S、5S、 xS 思考题: * 了解路线CAD的基本内容; * 了解国内、外路线CAD的发展历史及现状; * 了解路线CAD的发展趋势。,第二章 数据采集系统 第一节 野外数据采集 一、传统测量与全站仪(Total Station)测
4、量 仪器设备的电子化; 记录存储在磁介质或内存里; 数据的编码交换,为后续工作直接提供服务。 二、GPS与RS GPS(Global Positioning System) 对测量产生了革命性 的影响;,GPS系统: Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System 美国,经方案论证(1974-1978)、系统论证(1979-1987)、生产试验(1988-1993),卫星颗数为21+3,卫星轨道面数为6,高度为20220公里。耗资200亿美圆。,GPS系统 组成: 1. GPS工作卫星及其星座 2. 地面监控系
5、统 3. GPS信号接受机,GPS的特点: 1. 定位精度高 50公里内 10-6 100-500公里 10-7 1000公里以上 10-9 2. 观测时间短 相对静态定位,20公里内:15-20分钟 快速静态定位,15公里内:1-2分钟 动态相对定位:几秒 3. 测站间无需通视 4. 可提供三维坐标 GPS水准可满足四等水准精度 5. 操作简便 6. 全天候作业 7. 功能多,应用广 测量、导航、测速、测时,RS(Remote Sensing) 对路线综合优化设计提供基础数据的支撑。“遥感”一词产生于60年代初期,意思是遥远的感知。,目标辐 射信息,遥感器 (收集、传递信息),目标信息的 处
6、理、判释、 应用,介质 传输,人工辐射源,三、航测 (一)像片的获取 (二)对航摄的基本要求 1、飞行质量 (1)像片重叠度 (2)像片倾斜角、航向重叠度 (3)航偏角 (4)航线弯曲度航线弯曲处最大偏离值与航线全长之比应小于3% (5)摄影航高,2、对摄影质量的要求 (1)灰雾密度小于0.2,应小于0.3、 (2)影像的最小密度至少应比灰雾密度大0.2 (3)最大密度应在1.51.8以内,应大于1.0 (4)最大反差一般地区应在1.11.4之间,应大于0.6 (5)光学框标的影象应清晰、齐全 (6)底片上不应有云、云影、划痕、划伤及药膜损伤 (7)定影和水洗要充分 (8)底片的压平误差应在限
7、差以内,压平线的弯曲不应超过0.1mm,(三)航摄成果的验收与移交 (四)航片的特点 1.航片是地面的中心投影; 2.在同一张航片上,构象比例尺是不均匀的; 3.航片上的影象存在象点的位移和方向的偏差; 4.在一定条件下,航片上的象点坐标可以转换为地面测量坐标系坐标; 5.利用航片可以实现摄影过程的几何反转; (五)航测的测图方法及为道路勘测设计提供的图种 1、航测可行性过程 (1)外业 野外控制测量和象片判读调绘 (2)内业 室内控制点加密和测图,2、四种测图方法 (1)综合法 航测+普通测量 (2)分工法 (3)全能法 (4)解析法 3、为道路设计提供的图种 第二节 室内数据采集 一、人工
8、制作 二、地形图像数字化(利用数字化仪、利用扫描图象) 三、栅格图像矢量化 ( GeoScan,GeoStar吉奥之星 ) EPSW, CASS, READ 四、数字摄影测量(DPS),思考题: * 正确理解路线CAD中勘测阶段与设计阶段的关系,树立“勘测设计一体化”的思想; * 了解野外数据采集的手段(传统测量、全站仪测量、航空摄影测量、GPS、RS等)及特点; * 全站仪测量的主要内容与过程; * 航空摄影测量的主要内容与过程; * 了解室内数据采集的手段(人工制作、地形图数字化、栅格图象矢量化、数字摄影测量等)及特点; * 了解地形图数字化的方法; * 了解栅格图象矢量化的方法; * 了
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