[發明專利]一種基于精細數字地面模型的公路測設方法

有效

• 申請號: 201210068333.9
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN102620721A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 邱贊富;陽德勝;劉朋朋;劉定;吳興禮;湯敏;王志明;楊雪;喻雄
• 申請（專利權）人: 廣東省公路勘察規劃設計院股份有限公司
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;G06F17/50
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 李海波

技術領域

本發明涉及公路勘察設計技術領域，特別是涉及一種基于精細數字地面模型的公路測設方法。

背景技術

公路的規劃和設計與地面特性息息相關，數字地面模型利用數字技術表達地面特性，已廣泛應用于公路規劃與公路初步設計階段及公路施工圖設計階段中。

目前，現有公路測設工作的一般步驟是：1、初測階段：(1)測繪部門根據設計部門提供的批復后的工可線位完成1∶2000數字化地形圖；(2)設計部門以1∶2000數字化地形圖為數據源建立數字地面模型，進行大范圍選線和擬定初測線位(包括推薦線和比較線)；(3)測繪部門根據擬定的初測線位進行初測放線和細部測量，并根據初測放線成果和細部測量對1∶2000數字化地形圖進行優化；(4)設計部門以優化后的1∶2000數字化地形圖建立路線數字地面模型，進行路線方案比選，確定定測線位；2、定測階段：(1)測量部門根據定測線位進行定測中樁放樣和橫斷面測量，根據中樁、橫斷面測量數據制作定測階段的地面模型；(2)設計部門依據定測階段步驟(1)的地面模型獲取公路設計相關地理信息并進行各分項設計，在設計過程中，設計部門還可能局部優化調整路線平面線位，比如如果因平面線位調整導致該地面模型在地域范圍上不能滿足設計要求，則測量部門還需要進行補充外業數據采集工作和內業修編地面模型的工作。在定測階段(1)中，由于此模型數據源是基于一定中樁間距的路線法線方向的橫斷面數據組成，因而存在斷面間細部點缺失和地面特征線缺失情況，以致對模型的精度造成很大影響。

由此可見，在公路初測階段，通過大范圍快速選線，根據各項設計指標進行深度比選來確定最優的路線方案等方面，路線數字地面模型發揮了巨大的技術優勢。但是，在公路施工圖設計階段，對地形有關的地面特性信息，如涉及高程、坡度、坡向等地貌信息的精度和準確度和涉及水系、管線網、路網、建筑區等地物信息的位置精度和準確度及內容詳細度均具有高的要求。因此，在公路規劃與公路初測階段以路線1∶2000數字化地形圖為數據源建立的路線數字地面模型，不能直接應用于公路施工圖設計。在現有技術中，在公路施工圖設計階段，需要以路線中樁放樣成果(即縱斷面數據)、橫斷面數據以及細部測量成果為地理信息基礎開展各分項詳細設計，如路線平面設計、路線縱向設計、路線橫斷面設計和構造物設計等。

其中，橫斷面數據的獲得一般采用橫斷面測量方法，該方法是根據定測線位，先進行中樁放樣，再逐樁測量橫斷面。該種測量方法的缺陷是：(1)該方法沿用至今，在技術上并沒有實質性地發展，改進的地方僅僅在于測量儀器由皮尺、經緯儀、水準儀改進為全站儀和GPS-RTK，然而，由于中樁法線方向(即橫斷面方向)的確定是近似值，因此在地形起伏大的地段，其精度誤差易超出規范的限值；(2)內業數據處理自動化程度低，導致工作效率較低；(3)傳統的橫斷面測量方法在工作流程上只能在初步設計評審后，根據評審意見調整平面線位后才能開展工作，因此，一旦事后定測線位稍有修改，原先的局部橫斷面測量成果基本報廢，需設置斷鏈樁和進行外業補測，重復性勞動大幅度增加，如果勘察設計工期短，只有投入足夠多的熟練人力資源和設備才能保證勘測進度和質量，如此，大大提高了施工成本。

綜上所述，在公路施工圖設計階段，傳統的公路測設方法存在工期、成本和質量的矛盾，在我國國民經濟高速發展的今天，在需加快公路基礎設施建設的背景下，公路勘測設計工期普遍偏短，以往通常以二維線劃圖和數據表的形式表示地理信息，存在著直觀性差和不便使用的問題，這迫切需要通過技術創新解決傳統公路測設方法工期長、成本高、質量不穩定和測量成果形式單一的技術問題。