第六章路线CAD系统.ppt

第六章 路线CAD系统 主讲人：杨宏志 Email:Yhz751011@ 电话：029-2334438 第一节 CAD软件开发过程和步骤 软件危机 ：是指在软件开发和维护过程中遇到的一系列严重问题。 CAD软件的开发步骤（参见P125），成为瀑布模型（Waterfall Model) 随着信息技术的发展，这种瀑布模型走向僵化，表现在： 1.软件的的开发周期往往需要一年或数年，而在开发后期，预先定义的需求可能会发生改变，导致软件的失败。 2.该模型采用的基本技术是结构化设计技术，其稳定性、可修改性、重用性都比较差。 面向对象的软件开发思想和技术 面向对象程序设计基于两个原则：抽象和分类 1．抽象 理解抽象的概念非常重要，它是理解面向对象程序设计的关键。 举例来说：将大象装入冰箱问题。 在程序设计时，冰箱的设计和制造以及装大象的方法，我们不需关心，我们只关心装的步骤问题。因此在日常生活中，我们是在某一程度的细节中生活，这种细节程度就被称作抽象。在面向对象的程序设计中，同样我们只需了解某个类（对象）可完成什么工作即可，而不需了解类的内部机制。 2．分类 分类的过程实际上是逐渐抽象的过程，即将现实世界的对象根据需要划分为对象类的过程。类是对象的抽象，对象是类的具体化。从根本上来说，结构化设计方法是按功能划分，而面向对象的程序设计解决的是对象分割的问题。 OO＝Objects＋Classes+Inheritance+Communication with messages 数字地形模型（一） 一、数模的定义 数字地形模型（DTM，Digital Terrain Model),又翻译为数字地面模型，是指按照某种数学模型表达地形特征的数值描述方式。它由许多规则或无规则排列的地形点三维坐标x,y,z组成，是数字化的地形资料存储于计算机的产物。 数字高程模型（DEM，Digital Elevation Model)是DTM的子集，它关心的是地形的高程特征，而不关心地形的文化特征。 数字地形模型（二） 二、数模组成 1、采样点信息，通常是按照一定规则，存贮于计算机中向量序列 2、拟合地表形态的数学模型 3、功能程序块，完成坐标系转换工作 三、数模的应用 四、数字地形模型的种类 按采点方式：离散型、（方）格网型、鱼骨式 按构网方法：格网和三角网 1、离散型数模 （1）是由随机分布的离散地形数据构成带状离散型数字地面模型。 （2）散点数模优点：地形点任意布置，能够适应地形变化 缺点：地形点选择依赖设计人员经验判断，占用计算机内存多，计算速度较慢 （3）采用移动，曲面拟合法插值 数字地形模型（三） 2、方格网式数模 定义：将路中线左右一定宽度内的地面划分成大小相等的方格或长方格，按一定次序读取网格点的高程，输入计算机即构成（方）格网式数模。 特点：（1）优点：只需存储格网节点的高程面不需储存平面坐标值，检索和内插简单、快速。数据采集方便，选点不依赖于经验，便于应用等。 （2）缺点：不易适应地形的突然变化，因为节点不一定是地形变化点，因此精度较低。 插值：双线性多项式内插 3、三角网式数模 　定义：三角网式数模用许多平面三角形逼近地形表面，即将地表面看成是许多小三角形平面所组成折面覆盖起来，读取并存储三角形顶点三维坐标。 　特点：（1）占用内存少，数模内插精度完全取决于采样点分布及取网合理与否，所以要求操作者有一定经验 　（2）为保证三角网精度，采点时，宜沿地形特征线采集 　（3）构网时，三角形应确保为锐角三角形或三角形各边、各角较均匀 4、鱼骨式数模：路线方案确定后，沿路线方向或垂直路线方向上采集地形点而构成 　特点：（1）数据采集方法简便，节省计算机内存 　　　　（2）不能用于方案比选，在地形变化大或远离中线地方内插精度较低 数字地形模型（四） 五、数字地形模型数据采集手段 　1、用航测方法 特点：（1）数据采集工作量不大，劳动强度小 　　　（2）价格昂贵 　2、地形图数字化 特点：（1）工作量比较大，精度低 　　　（2）价格便宜 　3、野外实测获取原始数据 　　特点：精度高，但劳动量比较大 路线平面计算机辅助设计 一、公路平面计算机辅助设计的任务 　1、传统平面设计一般过程 　①定交点、曲线参数 　②检查线路是否满足规范及控制条件 　③绘制纵断图，并设计纵断面 　④修改平面，反复调整 　2、人机分工原则　 　人机分工是研究计算机与人之间如何相互配合，发挥各自的优点和长处，从而使最后生成的系统总体效率最高。 　①用计算机快速计算取代人工计算、绘图工作，用优化技术完成修改 　②设计人员把精力用于分析、判断及处理难以用数学模型解决的问题 二、PMCAD总体设计 1、系统功能 　①能接受、处理不同来源原始资料；②能进行与平面设计有关线形特征值计算；