道路路线道路路线CADCAD基础基础一九九八年十一月东南大学交通学院程建川Email:jccheng@seu.edu.cnc.chen@jlonline.com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，有人收集国外情报；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1.1MOSS1.2CARD/11.3InRoadsofIntergraph1.4GeoPakROAD2.国内2.1“七五”攻关成果2.2RICAD,HEAD,RoadforWindows95/98,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、VirtualReality（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(TotalStation)测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(GlobalPositioningSystem)对测量产生了革命性的影响；GPS系统：1.NAVSTAR/GPSNavigationSatelliteTimingAndRanging/GlobalPositioningSystem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。2.GLONASS前苏联，卫星颗数为24+1，1996年1月18日正常运行。3.NAVSAT西欧欧洲空间局（ESA）正在筹建。GPS系统组成：1.GPS工作卫星及其星座2.地面监控系统3.GPS信号接受机GPS的特点：1.定位精度高50公里内10-6100-500公里10-71000公里以上10-92.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(RemoteSensing)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）目标信息的处理、判释、应用介质传输人工辐射源三、航测(一)象片的获取(二)对航摄的基本要求1、飞行质量(1)象片重叠度(2)象片倾斜角、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)影象的最小密度至少应比灰雾密度大0.2(3)最大密度应在1.5—1.8以内，应大于1.0(4)最大反差一般地区应在1.1—1.4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...
