基于纬地软件的公路景观设计研究_谷晓旭

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文章编号:1008-0570(2010)10-1-0023-03

博士论坛

基于纬地软件的公路景观设计研究

StudyonHighwayLandscapeinWEI-DISoftware-Based

(1.中交第一公路勘察设计研究院有限公司;2长安大学;

3.北京城建设计研究总院有限责任公司)

谷晓旭

1,2

王选仓

2

梁一涛

1

王顺兴

3

GUXiao-xuWANGXuan-cangLIANGYi-taoWANGShun-xing

摘要:为了提高我国公路景观设计质量,本文运用三维检验二维的设计思想,提出公路景观设计的新方法;深入分析纬地软件的优缺点,开发了基于纬地软件的查询功能,有效节约了设计时间,大大提高了设计准确性;建立国内外特色景观路数据库,丰富了设计素材,拓展了设计思路;建立动态行车安全评价模型,简单实用,对景观设计起到较好的指导作用。本文实现用立体模型检验立体公路的设计,有效保证设计的合理性,对促进我国公路景观设计发展具有重要意义。关键词:公路景观;三维动态模型;景观评价中图分类号:U418.9文献标识码:A

Abstract:ToimprovethequalityofChina’shighwaylandscapedesign,thispaperusesthree-dimensionaldesignmethodforinspect-ingtwo-dimensionalmethod,andproposesanewmethodofhighwaylandscapedesign.Andindepthanalysisofadvantageanddisad-vantageonWEI-DIapplications,itdevelopssearchfunctionsbasedonapplications,effectivelysavestime,andincreasestheaccuracyofdesign.Alsoitestablishesadatabasesystemdesignedtocollectlotsoffamouslandscapephotosathomeandabroad,willenrichthesedesignmaterialsandexpandthesedesignconcepts.Besides,itbuildsadynamicdrivingsafetyevaluationmodel,simpleandprac-tical,andplaysagoodguideroleforlandscapedesign.Thistextachieves?forhighwaydesigncheckedwiththreedimensionsmodle,whicheffectivelyguaranteestherationalityofdesign.Soitisveryimportantforhighwaylandscapedesigninourcountry.Keywords:highwaylandscape;three-dimensionaldynamicmodel;landscapeevaluation近些年,随着交通基础设施的大力发展,公路设计水平不断提高,逐步形成从二维路线设计方法转变为三维路线设计方法

国内著名的公路设计软件公司纬地软件在道路设计与的趋势。

仿真实现方面做出了突出贡献。纬地道路辅助设计系统能够利用路线设计的平、纵、横数据及地形图数据建立并在CAD中生成路线数据模型,然后导入纬地三维动画CAD系统,进行三维渲染,制作成三维全景透视图和动态全景透视图(三维动画),并模拟行车状态。最终实现公路三维动画设计,展现道路设计全景。然而,由于一些公路勘察设计项目设计周期较短,大多数设计人员仅采用纬地道路辅助设计系统进行二维设计,最后利用纬地三维漫游系统软件仅仅为了展示其设计完成的道路全景,而不是进行平面设计检验。道路景观设计人员也是如此,制约了公路景观设计质量。本文重点研究如何基于纬地软件进行公路景观设计与效果评价,实现用立体模型检验立体的公路,可以有效保证设计的合理性,对促进我国公路景观发展具有重要意义。

绿化设计存在问题,提出三维公路景观设计思路,利用二维设计与三维设计相互检验设计合理性,提高景观设计质量。

现在的公路景观设计不仅仅是绿化设计、植物色彩变化,应更注意景观动态安全分析、景观补偿分析、景观典型路段亮点设计及景观和谐度评价。因此三维景观设计采用纬地道路三维漫游系统软件进行检验是十分重要的步骤,也是景观设计人员在设计中缺少的一个步骤。

技术创新

1三维公路景观设计思路

公路景观主要包括公路选线、桥梁造型设计、路侧绿化、立

桥梁设计及绿化设交绿化设计等方面。然而,实际中公路路线、

计分属不同部门,不同设计人员来完成,且相互之间很少关于公路景观总体设计进行全方位、多角度分析研究。通常,路线设计完成后才进行平面绿化设计,即当作公路景观设计,公路全线景观设计缺少协调和互补作用。因此,本文针对公路景观,尤其是

谷晓旭:博士研究生助理工程师

基金项目:基金申请人:王选仓;项目名称:张石高速公路景观生态研究;基金颁发部门:河北省交通厅(Y-060239)

图1三维公路景观设计思路

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《PLC技术应用200例》

博士论坛《微计算机信息》(测控自动化)2010年第26卷第10-1期

2纬地三维动画CAD系统设计软件

分析

纬地三维动画CAD系统目前可实现路线三维效果有三种,

分别为路线透视图、路线与地面三维模型以及三维动画,其中前

我们要基于纬地软件进行两种为静态三维,后一种为动态三维。

公路景观设计,首先要进行了解纬地软件的优缺点,在设计中充分利用优点,提高公路景观设计水平。

询实现。

图3数据库设计

技术创新

图2纬地道路三维漫游界面

纬地道路设计系统的优点主要有以下表现:

纵、横原始①系统直接利用纬地道路辅助设计路线的平、

数据,避免了数据之间的多次转换。

波型梁②系统根据横断面原始数据可自动带有生成护栏、

等的模型,节约了建模时间,提高了模型的精度。

③基于地模快速建立公路全线地面三维模型。

④纬地道路辅助设计软件可以绘制出任意指定桩号位置和视点高度、方向的公路概略透视图(线条图);设计成果生成

修改和CAD的通用文件格式,既便于导入3d中进行模型添加、

渲染,又便于导入纬地道路三维漫游系统中进行三维渲染。

⑤可方便地渲染制作成三维全景透视图和动态全景透视图(三维动画),并模拟行车状态,进行视距检测。

纬地道路设计系统的缺点主要有以下表现:

①纬地道路三维漫游系统缺少查询功能,不能快速反查道路组成部分,不能快速查询路侧某位置与道路的距离关系。

②缺少景观效果和谐度评价内容。③缺少景观图片资料库。

④缺少夜间行车模式,缺少动态景观分析与安全分析。

3纬地三维动画模拟优化技术措施

(1)道路实时查询功能优化技术

纬地道路三维漫游系统缺少实时查询功能,即缺少道路相关设计信息以及附属物信息的提炼与归纳,包括路基断面形式、曲线半径、周围环境状况及人文景观等,把各项信息以数据库形式归纳为表格,并选择相应的合适的数据库,以供查询使用。此外,针对于建模的情况和数据库的选择,还要选择相应的信息查询方法和开发工具,将三维场景的快速生成和信息查询系统进行有效结合,构建一个能够满足实时漫游要求的信息查询系统。

建立查询功能数据库,首先,要确定数据库中要查询各个属性。本文采用道路中心桩号作为数据库的关键点,也作为系统查询的关键属性。如图3所示。其次,建立属性查询表,添加相应的数据。例如:桩号,路基高度,坡长、自然环境描述、人文环境描述等等,见图4所示。最后,以VisualC++为开发平台,采用VC++与ACEESS相结合的方式,以MFCODBC的方式实现数据库的查

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图4数据库建立

(2)国内外特色景观路数据库的建立

收集国内外景观道路资料如图片,分类建档,建立道路景观数据库,指导景观与环境保护设计。当景观设计人员进行平面设计完成后,建模导入纬地漫游系统中,采用三维检验二维的设计方法,确定典型断面,参照道路景观数据库中的资料,在仿真模型中进行设计修改、检验,以达到景观最优效果。道路景观数据库主要包括的部分有:立交景观、边坡景观、路侧景观、隧道景观、中央分隔带景观、服务区和收费站景观、植物分区。

(3)动态行车安全评价

目前,国内外关于交通安全评价的模型和研究很多,本文从中挑选对交通安全最有影响的因素进行研究,从模拟行车状态下司乘人员视角对道路及周边环境进行安全评价。

动态行车安全评价的研究方法:将二维道路设计转变成三维模型,再导入纬地漫游系统,根据设计图纸进行渲染,制作成AVI。召集10名评价人员,采用车内效果在模拟行车状态下,分段对道路进行评价。

评价人员标准:司机4名、专家3名、乘客3名。评价人员根据不同身份、不同角度对仿真道路进行评价。

评价方法:采用以评价人员主观感受为主的打分制,总分值为100分,即d=d1+d2+d3+d4+d5+d6。

安全评价因素有:①线形d1②视距d2③绿化设计对交通安全的影响d3④沿线设施d4⑤自然情况d5⑥路面条件d6。

舒适感进行评价,分值①线形d1:主要对道路线形流畅性、

0~20分。

②视距d2:主要对全线进行视距检测,是否有障碍物,是否视距不良。分值0~20分。

路侧植物绿③绿化设计对交通安全的影响d3:中央分隔带、

化对道路安全的影响、对通视距离的影响、对视线的影响、对驾驶员心理和生理机能的影响等。分值0~20分。

标志、标线、减速设施进行④沿线设施d4:主要对护栏设置、

评价。分值0~20分。

⑤自然情况d5:主要对道路途经地区气候条件的评价,主要考虑年降雨量和降雨天数、雾天、雪天等。分值0~10分。

路面⑥路面条件d6:根据路面结构,主要对路面摩擦系数、

强度等进行评价,分值0~10分。

动态行车安全评价的数据库建立:将10位评价人员的分值分别填写到表中,得出总评价分值。当评分值为0~60分时,此道

《现场总线技术应用200例》

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[7]许金良,杨宏志.公路视景仿真模型[J].长安大学学报,2004,3-2:31-34

[8]冯志慧,薛鹏涛.基于三维仿真的公路视景仿真模型[J].中外公路.2007,10-3:10-12

作者简介:谷晓旭(1983-),女(汉),陕西西安人,长安大学公路学院道路与铁道工程专业博士研究生,中交第一公路勘察设计研究院有限公司助理工程师。研究方向:公路景观研究;王选仓(1956-),男(汉族),陕西西安人,长安大学公路学院教授,博士生导师,主要从事公路工程的教学与研究;梁一涛(1981-),男(汉),陕西西安人,中交第一公路勘察设计研究院有限公司助理工程师;王顺兴(1982-),男(汉),河南郑州人,北京城建设计研究总院有限责任公司助理工程师。

Biography:GUXiao-xu(1983-),Female(theHannationality),Xi’anShannaprovince,doctoralstudentofhighwayschoolinChang’anuniversity,assistantengineerofCCCCFirstHighwayConsultantsCo..LTD,mainlyengageinthestudyofhighwaylandscape.

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