（道路与铁道工程专业论文）公路勘测设计电子文档标准化技术研究.pdf

摘要摘要我国的公路勘测设计正逐步进入电子化、自动化阶段，带来了其集成化、一体化的不断推广和应用，这就对公路勘测设计一体化技术应用的效率、不同设计内容间的数据交换效率等提出了更高要求。但是我国目前并没有专门针对适用于道路工程电子地图的标准、规范，导致电子地形图在道路工程的使用中常常存在困难和问题；另外，设计单位在公路设计电子文档( 也称电子文件) 的编制、管理方面均处于自我发展状态，缺乏统一的格式。本文首先对几家公路勘测设计单位进行了调研，通过分析，得出了目前我国大部分设计单位在公路勘测设计电子文档标准化方面的现状及存在的问题。可以看出，勘测设计电子文档的标准化程度将直接影响勘测设计的准确性，对整个公路工程设计也起着举足轻重的作用。针对公路设计用电子地形图的研究，本文研究了电子地形图的构成及优点，对使用现状进行了分析评价，提出了不足之处，基于已经收集到的资料，着重提出了公路设计用电子地形图测图精度和密度的要求，对电子地形图部分符号提出了修改建议及不同数据的处理措施。针对数字地面模型的标准化研究，本文研究了不同的数字地面模型( d ，眦) ，分析了d t m 的误差来源，对提高数模精度提出了处理措施，并对形成d t m 数据文件的规范性进行了统一性的建议。对于公路设计用电子文件标准化的研究，论述了电子文件的定义及包含的内容及格式，对电子文件的目的与要求、文档细则，包括图表的具体规定都做了详细的分析及建议，特别对路线设计包含图表的规范化进行了建议，最后提出了电子文件格式的统一和存储方式，并进行了基于x m l 格式的设计软件c a d 电子文件数据转换研究。本文研究表明，公路勘测设计电子文档标准化的研究对公路工程行业电子测图系统和电子版设计文件编制、管理的规范和引导，对推动公路工程行业设计水平、管理水平的有序发展具有积极作用。关键词：公路勘测设计；电子文档；电子地形图；数字地面模型：标准化；x m la b s l r a c ta bs t r a c ta tp r e s e n t , t h eh i g h w a ys u r v e ya n dd e s i g no fo u rc o u n t r yi se n t e r i n gt h ed i g i t a la n da u t o m a t i cs t a g e 。b r i n g i n gc o n t i n u o u se x t e n s i o na n da p p l i c a t i o no fi t si n t e g r a t i o n , s oi tr a i s e sah i 曲d e m a n d sf o rt h ea p p l i c a t i o ne f f i c i e n c y , a sw e l la sd a t ac o n v e r s i o no fd i f f e r e n td e s i g nc o n t e n t b u tt h e r ea r e a ts p e c i a ls t a n d a r da n dr e g u l a t i o nf o rh i g h w a yd i g i t a lm a p ，r e s u l t i n gi nm a n yd i f f i c u l t i e sa n dp r o b l e m sd u r i n gi t sa p p l i c a t i o n b e s i d e s ，t h ed e s i g nu n i t sa 陀a l li ns e l fd e v e l o p m e n tc o n d i t i o ni nt h ec o m p l i c a t i o na n dm a n a g e m e n to fd i g i t a ld o c u m e n t sf o rh i g h w a ys u r v e ya n dd e s i g n f o rt h ei n v e s t i g a t i o na n dr e s e a r c ho ns o m eh i g h w a ys u r v e ya n dd e s i g nu n i t s ，t h ea n a l y s i sp r o p o s e st h a tt h ep r e s e n ts i t u a t i o na n ds o m ep r o b l e m si nd i g i t a ld o c u m e n t si n0 1 1 1 c o u n t y w ec a ns e et h a ts t a n d a r d i z a t i o no fd i g i t a ld o c u m e n t sf o rh i g h w a ys u r v e ya n dd e s i g nw i l li n f l u e n c ea c c u r a c yd i r e c t l y , a n di tw i l lb ep l a ya ni m p o r t a n tr o l ei nh i g h w a ye n g i n e e r i n gd e s i g n a i m i n ga tt h es t u d yo nt h ed i g i t a lm a p sf o rh i g h w a yd e s i g n ，t h i sp a p e rd i s c u s s e st h o s es t r u c t u r e sa n da d v a n t a g e s ，m a k e sa n a l y s i sa n de v a l u a t i o nf o rt h eu s i n ga c t u a l i t y , p u tf o r w a r d sd i s a d v a n t a g e s b a s e do nt h ec o l l e c t e di n f o r m a t i o n , t h ep a p e re s p e c i a l l yp r o p o s e st h ep r e c i s i o na n dd e n s i t yo fm a p p i n gf o rh i g h w a yd e s i g n ，a n dp u tf o r w a r d si m p r o v e m e n ta d v i c ef o rs o m ed i g i t a lm a ps i g n sa n dt r e a t m e n tm e a s u r e sf o rd i f f e r e n td a t a f o rt h es t u d yo nt h es t a n d a r d i z a t i o no ft h ed i g i t a lt e r r a i nm o d e l ( d t m ) ，t h i sp a p e rd i s c u s s e sd i f f e r e n td t m ，a n a l y s i st h o s ee r r o rs o u r c e ，p u tf o r w a r d st r e a t m e n tm e a s u r e sf o rt h ei m p r o v e m e n to fd t ma c c u r a c ya n du n i t ys u g g e s t i o n sf o rn o r m a l i z a t i o no fd t md a t af i l e s f o rt h er e s e a r c ho ns t a n d a r d i z a t i o no fd i g i t a ld o c u m e n t sf o rh i g h w a ys u r v e ya n dd e s i g n ，t h i sp a p e rd i s c u s s e st h o s ed e f i n i t i o n , c o n t e n t sa n df o r m a t s ，a n dg i v e sd e t a i l e da n a l y s i sa n ds u g g e s t i o n sf o rp u r p o s er e q u i r e m e n t , a sw e l la st h o s ed o c u m e n td e t a i l e dr u l e sa n dc h a r t sr e g u l a t i o n e s p e c i a l l y ，i tp r o v i d e ss u g g e s t i o n so nt h er e g u l a t i o no fa l i g n m e n td e s i g nc h a r t s a tl a s t ，i tp r o p o s e su n i f i c a t i o na n dd a t as t o r a g em e t h o do fd i g i t a ld o c u m e n t s ，a n ds t u d i e s0 1 1c a dd i g i t a ld o c u m e n t sd a t ac o n v e r s i o nb a s e do nx m lf o r m a t t h er e s e a r c hi n d i c a t e st h a tt h er e s e a r c ho ns t a n d a r d i z a t i o no fd i g i t a ld o c u m e n t sf o rh i g h w a ys u r v e ya n dd e s i g nh a sp o s i t i v ee f f e c tf o rt h es t a n d a r d i z ea n dg u i d eo fo r g a n i z a t i o nm a n a g e m e n tf o rh i g h w a ye n g i n e e r i n gd i g i t a lm a p p i n gs y s t e m sa n dd i g i t a ld e s i g nd o c u m e n t s ，a sw e l la sf o rp r o m o t i n go r d e r l yd e v e l o p m e n to f t h eh i g h w a ye n g i n e e r i n gd e s i g na n dm a n a g e m e n tl e v e l k e y w o r d s ：h i g h w a ys u r v e ya n dd e s i g n ；d i g i t a ld o c u m e n t ；d i g i t a lt o p o g r a p h i cm a p ；d t m ；s t a n d a r d i z a t i o n ；x m ln东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：乏啦趟e t 期：丝竺乏垒：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。研究生签名：五受z 猛导师签名：辫期：半东南大学硕士学位论文1 1 研究背景第一章绪论以测量高新技术为主体的野外勘查、以数字地面模型为基础的内业数据处理、以公路c a d 为核心的公路设计一体化集成技术已成为当今公路勘测设计现代化的主要标志。为加速我国公路勘测设计现代化的进程，国家新一轮交通科技发展规划中已明确提出：“为进一步提高规划、设计的效率、质量与科学性，迫切需要利用计算机技术、电子信息技术和光电技术等高新技术改造规划、设计的传统技术构成，实现公路勘测设计自动化。重点包括：经济发展与交通建设模型的建立和参数的确定；g i s 技术与地区级公路数据库的开发应用；卫星定位g p s 技术、航测遥感技术在公路勘测中的应用；新一代数字地面模型与c a d系统的开发与应用。”在第三届全国公路科技创新高层论坛上，交通部部长强调，“十一五”交通科技将从五方面推进：一是新材料、新工艺、新装备的研发应用，二是交通安全保障技术的研发应用，三是环境保护与资源节约技术的研发应用，四是信息技术的集成应用，五是标准规范的制订、修订与应用。由此可见，在这个大背景下，应该加速公路勘测设计的计算机化进程，提高设计的精度和效率。随着我国公路建设的迅猛发展和计算机应用技术的日益普及和深化，公路勘测设计出现了以下特点：1 公路计算机辅助设计技术的广泛应用，出图、出表率几乎1 0 0 ，其中涉及专业方面的计算、制表、绘图均以辅助软件为主；2 以航测、遥感、数字摄影测量为代表的公路勘测数据采集新技术，以数字地面模型技术为纽带的公路勘测设计集成化、一体化技术的不断推广、应用；3 公路勘测设计正遵循“六个坚持、六个树立”的新理念，追求“以人为本、安全至上、环境和谐”的公路勘测设计新目标，建设“安全、耐久、节约、和谐”的公路工程。在这样的发展过程和背景下，有个非常明显的特点，那就是贯穿于公路勘测设计阶段的数据、文件的数量变大、内容变广、结构更加复杂，见表1 1 。表1 1 公路勘测设计不同阶段技术特点与数据文件要求阶段项岔传统的公路勘测设计集成化公路勘测设计新理念公路勘测设计上世纪9 0 年代后，特别代表阶段上世纪9 0 年代前2 0 0 4 年以后是上世纪9 0 年代末后勘测与设计阶段关系勘测与设计阶段关系紧技术特点松散，以公路设计自密，电子地形图的普及勘测与设计阶段关系紧密；强以及数字地面模型技术调综合考虑安全、环境影响等身为中心因素的成熟文件数量少、数据相勘测阶段数据和设计阶加强了对设计深度和总体设数据、文件对简单；勘测阶段的段数据连续、流动；勘计的要求；增加了安全评价、要求数据和设计阶段的数测阶段的数据文件增环境影响评价等。数据量大、多，集成化系统的数据文件结构趋于复杂；对数据交据不连续结构较复杂换、文件标准化提出迫切要求第一章绪论在公路勘察设计新理念的迅猛推进下，交通运输部修订了公路工程基本建设项目设计文件编制办法( 2 0 0 7 ) ( 简称编制办法) 和公路工程基本建设项目设计文件图表示例( 2 0 0 7 ) ( 简称图表示例) 。新的编制办法和图表示例对于安全、环保、资源节约和公众利益提出了更高的要求，客观上，对公路勘测设计一体化技术应用的效率、不同设计内容间的数据交换效率等提出了更高要求。亦即多学科、多专业的工作方式对公路勘测设计中各种文件的交换、共享提出了更多、更高的要求。可见，公路勘测设计电子文档的标准化研究迫在眉睫。1 2 国内外研究现状目前，公路勘测设计一体化的思想和技术获得了长足进步，在工程中的应用日渐广泛，但据调研，勘测和设计阶段的连接效率并不理想。原因之一是，公路勘测阶段的数据、文件按其作业方式( 全站仪、g p s 、航测、遥感、数字摄影测量等) 的规定各不相同，生成的电子地形图( 也称数字化地形图，以下简称为电子地图) 也仅满足国家测绘局要求的 1 ：5 0 0 ，l ：1 0 0 0 ，1 ：2 0 0 0 地形图图式( g b t 7 9 2 9 - - - 1 9 9 5 ) ) ，并没有专门针对适用于道路工程电子地图的标准、规范，导致电子地图在道路工程的使用中常常存在困难和问题，不能满足效率或精度要求，这为后续的公路设计带来了不便；另外，由于缺乏相应的行业规范，设计单位在公路设计电子文档( 也称电子文件) 的编制、管理方面均处于自我发展状态，缺乏统一的格式，不仅不利于公路设计系统间的数据、文件共享，对利用公路设计文件进行安全性评价、环境影响评价等工作，也制造了麻烦。可以说，无论是电子测图系统，还是公路工程文件系统，国内研究都较少，与国外有较大的差距，表1 2 列举了部分国内外研究内容的对照情况。表1 2 国内外研究内容对照表电子测图系统( 为公路工程)公路工程电子文件系统比较d 盯地形桥梁等测量数文件文档软件系统内容文件存相关点密地物表据文本管理格式文件兼容储载体规定度征格式平台规定性发达0，00国家国内如上表所示，在公路工程电子测图和电子文件方面国内研究内容较少，并且，尽管文档格式和文件存储载体有相应的规定，也局限在某个单位内部，缺乏行业统一标准。下面详细介绍国内外研究现状。1 2 1 国外公路勘测设计电子文档标准化研究美国对电子测图系统和电子文件系统的标准化研究较为深入，有详细的规范以指导电子文件的编制。以纽约州为例1 3 】规范首先明确工程数据在整个工程生命周期是流动的，如设计阶段，“前接”测绘阶段，接受源于测绘阶段的数据，如电子地形图；“后接”施工阶段，将设计文件传给施工单位，进而对各数据文件的格式进行详细的规定，见图1 1 。2东南大学硕士学位论文图1 1 公路勘测设计数据流程图纽约交通厅( n y s d o t ) 在发展过程中已经制定了几种不同的测绘标准，早期为公路项目测量和制图规范，于1 9 6 7 年出版。最新的2 0 0 5 版测量标准和程序手册与国家现行标准相一致，更新和阐述了数据测量标准，提供了新的“最好的”数据收集程序，更好地利用了当今的先进技术，增加了测量数据和绘图成果的精度要求，以适应用户对高质量测绘数据的要求。纽约交通厅2 0 0 3 年颁布的( c a d d 规范和操作手册1 4 】明确规定相关部门所提交的电子文件均由m i c r o s t a t i o n a n di n r o a d sc i v i ls u i t e 砩l j 作。i n r o a d s 是美国i n t e r g r a p h 公司的土木工程设计软件系统，广泛应用于公路、城市道路、铁路、输油管道、机场等工程设计领域。为了对目前公路桥梁计算机辅助制图的方法和政策提出要求并给出指导性建议，它明确规范了公路工程电子文件系统，其中涉及文件格式和转换的要求，文件命名传统、线型：颜色、字体等的属性和特征，各个部分应包含的内容、绘图标准和文件管理等项目。该手册提供了公路工程电子文件本身以及整个文件系统管理的标准化形式。c a d d 规范和操作手册同时规定了电子地图以及数字地面模型( d t m ) 的命名方式等，电子测图系统的具体规定主要包括：1 所提供的图形文件都应该是m i e r o s t a t i o n 的d g n 格式，所有的c a d d 图形文件都应该由m i c r o s t a t i o n 制作，d x f 、d 、g 、i g e s 文件格式都是不被认可的。为现有地形图所提供的线形和几何坐标点、平面线形、红线及特征数据都应该是i n r o a d s 线形文件格式( a l g ) ，所有的a l g 文件均由i n r o a d sc i v i ls u i t e ( 美国b e n t l e ys y s t e m s ，i n c 产品) 生成：2 所有d t m 文件均由i n r o a d sc i v i ls u i t e 生成。d t m 文件反映现有地表大小和起伏；3 所有地形图均由实测获得，按国家大地坐标系和相关图式符号绘制地形、地物；4 用3 d 线串或3 d 曲线串绘制直线或曲线元素表示的所有特征；5 如果项目中包含了一个或更多的桥梁，则应为每一座桥梁的桥面表面提供补充数字地形模型( d t m s ) ；6 如果勘测区域包括低挖或高填区，应补充d t m s 来准确描述现场情况；7 考虑到足够密度的表面，断裂线特征点的密度间隔应不大于1 0 m 。桥面板或涵洞墙体上断裂线特征的点密度间隔应小于1 0 m 。多特征区域，譬如路缘石、交叉口和小半径竖曲线处应要求更小的点密度间隔来准确地表征表面；8 设置三角形最大边长以防止建模出错：9 表面应包括周长。删除在地面周边附近不精确的或无关的三角形。不精确的三角形包括任一不反映实际预期工作的表面信息：l o 建立表面文件时如遇到问题应通过调整d t m 文件来修正，而不是修改或删除三角形顶点来改变文件：3第一章绪论1 1 通过勘测或摄影测量建立的数字地面模型应该包括日期和所收集的数据类型，以及项目基线勘测控制编号；1 2 所有测量数据的文本文件均用a s c i i 格式表示。在数据和文件的移交方面，在为下一阶段提供数据的时候，所有的文件都应该先查毒，提供的资料包含一个数据日志文件和一个包含病毒检查软件名称和使用型号的书面病毒检查鉴定文件，同时还包括已经检查出来的病毒数据，包含病毒的文件是不被接受的。给接收者的提交文件应该编号，并且标明日期，如2 0 0 3 1 2 2 2 ，撑l 提交等，提交的修改稿应该位于初始提交稿编号之下，并且标明修改号和修改日期。咨询部门提供的电子文件资料可能不是n y s d o tc a d d 软件标准的类型，但是只要与n y s d o tc a d d 软件标准相兼容就行，不过要提交给n y s d o t 一份书面申请进行阐明，以能够传递给下一阶段使用。这一申请应该同时针对工程管理者、设计管理者和咨询管理者，并被他们所接受和采纳。提交者应该确保所提供的电子文件的内容与任何硬拷贝信息的一致性，包括测量记录和文本分析。从上述内容可知，l a n ds u r v e y i n gs t a n d a r d sa n dp r o c e d u r e sm a n u a l ) j 的文件编制标准主要通过满足带约束的d t m 来规范电子地图，对d t m 的格式、图形元素、密度以及三角形边长等都做了详细的规定，同时对数据文件的处理做了详细的规定，使得不同部门间能迅速有效地利用设计数据。c a d ds t a n d a r d sa n dp r o c e d u r em a n 椒，j 主要包括文件的管理和储存。文件管理过程主要包括文件编制、储存和其他服务器访问。文件管理通过p r o j e e t w i s e 进行，p r o j e e t w i s e 中包括在建项目和己完成项目，是一个数据共享平台，不同项目包括的内容不尽相同。同时，文件系统也规范了不同文件的结构、属性等。国外的道路c a d 系统，如g e o p a kr o a d 、b e n t l e yi n r o a d s 、c a r d l 、e a g l ep o i n t 等，都有各自的数据文件系统。如德国的c a l u ) l 软件是一套具有领先技术的工程规划计算机辅助设计系统，它具有三大功能部分：勘测设计部分；自动绘图部分；绘图编辑部分。三者靠紧密的数据交换连为一体，使得测绘地图与设计数据交换更加紧密。由勘测子系统完成电子地图的制作，直接在设计子系统中进行作业，充分体现了道路测设一体化的思想。但考虑到不同系统间的数据交换、工程周期( 规划、设计、施工、运营、养护) 间的数据共享，目前，国外道路c a d 系统的数据文件正在向支持x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e 的缩写，意为可扩展的标记语言) 的方向发展。x m l 的描述功能使得处于不同时间、空间的用户能够清晰地看到实例中元数据元素的语义和结构，从而对同一份x m l 元数据实例产生相同的理解；x m l 模式的约束功能使得处于不同时间、空间的用户在创建x m l 元数据实例时能够有章可循，从而保证x m l 电子文件元数据数据类型和数据值的准确性和一致性。x m l 对于用户而言具有跨时间、空间的可读性、可理解性和可靠性，具有很大的优势。目前，咀。已得到越来越广泛的应用，是今后道路勘测数据文件的发展方向。1 2 2 国内公路勘测设计电子文档标准化研究1 电子地图方面目前，面对大量的、格式互不相同的电子地图，如何快速准确地从中提取三维地形点及地形特征线( 山脊、山谷、坎、河、塘等) 信息是勘测设计一体化质量效率和实用性的保证。地形特征线提取相对困难、自动化程度较低，主要原因是电子地图对其表达的格式各不相同，同时精度和准确性方面不能满足要求，这就导致了后续设计的不精确和工作量的增加。目前国内并没有用于公路工程电子地图的标准、规范，导致电子地图在公路工程的使用中常常存在困难和问题，不能满足精度要求。2 电子文件系统方面电子文档管理的重要性已有广泛共识，我国公路行业，各单位均有一些正式和非正式的4东南大学硕士学位论文办法，但在电子文档的制作、存档、保密、再利用等方面亟需专业的知识和指导。与计算机技术在公路设计中的广泛应用相比，公路工程设计文件的编制还停留在纸介质上，没有制定电子版设计文件编制办法，制约了计算机技术在公路工程设计领域内的进一步发展，其主要表现有：( 1 ) 计算机技术在公路勘察设计中的应用水平就全国范围而言不平衡，大部分单位在推广计算机技术时，没有制定具体的电子版设计文件编制标准，已经制定标准的各单位间技术标准也不统一，不利于电子版设计文件的交流：( 2 ) 目前，设计单位在提交设计成果时，基本上只提交纸介质的设计文件，不利于保存归档，同时资源共享困难；( 3 ) 辅助设计的专业软件输入输出信息没有统一标准，软件之间数据文件不兼容，输出的结果也不统一，在设计过程中，对电子文件命名没有统一规定，由设计人员自行选择，且其内容不能保证与纸质设计文件完全一致：( 4 ) 已有的电子文件的载体选择没有统一的标准，具有随意性。很多单位的电子文件直接存在硬盘存储器上，这样不便于脱机保管，并且一旦系统出现故障或者感染病毒，容易造成数据损失。把光盘作为存储介质也有不少光盘格式是非标准的问题，这些都不利于电子文件的安全存储。由于没有标准，不同的设计单位采用了不同的格式，同时许多软件采用了封闭的电子文档格式，也就是说无法通过合法的途径获得完整、准确的信息。1 2 3 公路勘测设计电子文档标准化调研“数据”只有在被更多使用以后，才能产生更大的效益，当然这些数据的共享也必须是在一定规则控制下面的共享。一项标准或措施的提出，首先而且必须是在大量的基础资料、数据的调查研究基础之上进行的，这样才具有针对性和适用性。为此，针对我国各个公路勘测设计单位相对独立的现状，为确保结论的有效性，本项目于2 0 0 7 年1 1 月至2 0 0 8 年0 9 月，对全国几家大型的有代表性的公路勘测设计咨询单位一中交公路规划设计院、北京市市政工程设计研究总院、中国公路工程咨询总公司、李方软件公司、江苏省交通规划设计院有限公司、中交第一公路勘测设计研究院( 涉及公路、市政、建筑、软件行业) 进行了实地现场调查或问卷调查分析一调研目的及指导思想此次调研有以下两个主要目的：1 了解国内公路勘测设计相关行业在勘测、设计等相关文件电子化方面的现状。内容涉及：计算机出图率、行业软件使用情况、文档格式和制图规定等。2 了解国内公路勘测设计相关行业在设计等相关文件电子版文档管理方面的现状。内容涉及电子版结构组成、命名方法、操作流程、安全技术等。此次调研的指导思想是：促进公路工程基本建设项目电子版设计文件的规范化和标准化，便于资源共享和信息交流，促进新技术应用和信息化建设。二调研过程本次调研以编制电子文档标准化为目标，本着实事求是的原则，认真吸取国内外的成熟经验，体现规范的实用性和先进性；综合大中小单位的实际情况，满足各层次需要，体现规范的通用性和指导性；综合考虑设计文件的全面性和电子文档的多样性，体现规范的全面性：合理安排各章节的内容和顺序，力求层次清晰，体现规范的可操作性，调研表见表1 3 。5第一章绪论表1 3 公路勘测设计电子文档标准化技术研究调研表单位：地点：调查人员：日期：一电子地图和数字地面模型电子地图的格式是a u t o c a d 的d w g ，还是1m i c r o s t a t i o n 的d g n ? 或是其他?电子地图是自测还是委托测绘部门完成? 对地2图格式有没有针对公路设计提出特殊的要求?利用的d t m 软件是( c a r d 1 、e i c a d 、d i c a d 、3h i n t c a d 、海地、路线大师等) ?4高程点密度的规定和在电子地图中的表达方式对陡坎、池塘边缘等地形特征线、约束线的规5定和在电子地图中的表达方式和公路设计相关地物、结构物在电子地图中的6规定和表达方式二公路设计用电子文档电子文档技术方面1计算机出图率? c a d 出图率?行业软件使用情况( 路线、土方调配、桥梁、涵洞、概预2算、市政等)文档格式( 机助文档? 手工填写文档) ，e x c e l 、w o r d 、3d w g 等；制图规定( d w g 、d g n )是否保存每个项目的c a d 文件( 特指支持c a d 成图出表4的各数据文件、或集成项目文件，如d i c a d 的d p f 文件) ?是否考虑了为施工、运营管理阶段提供相应的设计数据( 电5子版) ，以提高信息的共享程度?电子版文档管理方面6电子版结构组成7电子版命名方法8操作流程9安全技术( 备份、版本管理等)1 0图档保密方面1 1进一步要求三调研结果分析经过对以上典型勘察设计单位一段时间的调研，对回收的调查表选取有效样本进行整理归纳和分析，基本可以得到如下结论：1 在电子地形图方面，对高程点密度和精度没有明确的表达方式，地形特征线、约束线、和公路设计相关地物、结构物也没有统一的规定，设计单位多是请测图单位进行测图，然后根据不同的要求自己进行补测。2 设计单位计算机出图率均已达到1 0 0 。其中涉及专业方面的计算、制表、绘图均以辅助软件为主，但仍有程度不同的后期修改( 这种后期修改比例的降低依赖于标准化的提高和辅助软件的完善) ；其他文字、非计算图表部分基本上采用w o r d 、e x c e l等o f f i c e 办公软件完成；在图形平台方面，a u t o c a d 占有主导地位。6东南大学硕士学位论文3 在制图标准方面，江苏省交通规划设计院有较为全面的规定；其他单位没有相应的规定，一般以软件的自然确定和个人习惯为主。4 文档编写方面的规定明显比制图方面的规定普及和完善。5 电子文档管理的重要性已有广泛的共识，各单位水平均有一些正式和非正式的办法但不统一。1 3 论文的研究意义及主要研究内容1 3 1 论文的研究意义目前我国的电子测图系统和公路工程电子文件系统基本处于随意状态，没有进行系统的研究，缺乏相应的规范或指南。由于缺乏相应的行业规范，设计单位在利用电子地图时没有适合公路精度和密度的资源，设计计算产生偏差。设计文件的编制、电子文档的管理方面均处于自我发展状态，格式不统一，为行业内的技术资源交流带来一定的障碍，也为行业软件开发带来困难和资源的浪费。因此，非常有必要对公路工程行业电子测图系统和电子版设计文件的编制、管理进行规范和引导，以推动公路工程行业设计水平、管理水平的有序发展。公路勘测设计是公路建设的重要环节，就一般公路勘测设计项目来说，包括以下几方面：可行性研究、初测、初步设计、技术设计、定测、施工图设计等，见图1 2 。项目构思i设l i 上决策荔角上，”1决策阶段实施阶段运营阶段设计设计施工动工前编准备阶段阶段阶段准备阶段编制制可编项行制施施工目性项初技竣保建研目步术工工修议究建设设图书报计计设验阶d ：议计收段口书图1 2 建设工程项目的全寿命周期项目报废为此，应该在以提高工作效率和保证整个设计周期数字化成果共享的基础上进行相应的研究，对于公路勘测设计电子文档标准化提出一部分意见和建议，以供勘测、设计和管理单位进行相应的改进和提高，统一相关的标准和格式，进一步提高工作的准确性和效率，推进公路勘测设计一体化进程。从这一点来说，本文具有指导性的积极意义。东南大学交通学院在公路勘测设计电子文件标准化方面进行了一系列的研究，近年来进行了公路勘测设计标准化的一些工作，承担了江苏省交通厅科研课题 公路勘测设计电子文档标准化技术研究，项目编号0 7 y 1 3 ，正是以此项目为支撑，本论文才得到研究的基础。1 3 2 论文的研究内容本论文将以公路勘测设计一体化为前提，在公路设计用电子地图及数字地面模型的研究和公路设计电子文件的标准化研究中全面展开，具体见图1 3 ：7第一章绪论公路勘测、设计一体化公路勘测设计电子文档标准化技术研究公路设计用电子地图及数字地面模型标准化| i公路设计用电子文件标准化1 总结分析电子地图的现状和不足2 提出基于各专业软件的统一格式和采样点的密度和精度要求3 研究电子地图高程点密度、地形特征线、约束线、和公路设计相关的地物、结构物的规定及表达方式4 研究数字地面模型文件的标准化1 公路工程应包含电子文件类型2 研究公路c a d 系统的电子文件的标准化3 对文件的存储格式、存储内容和存储介质进行统一标准规定的研究4 研究基于x m l 格式的c a d 电子文件数据的转换图1 3 论文研究内容框图一公路设计用电子地图及数字地面模型的研究1 在对各个电子地图测绘软件调查的基础上，总结分析电子地图的现状和不足，针对公路设计( 按施工图设计精度) 的要求，全面研究电子地图应包含的地形、地物内容以及相应的表达方式、信息储藏的方式等，对这些内容进行总结，提出其对于现行公路设计、施工的适用和不适用之处。2 完成数字地面模型文件( 含原始点数据、约束线、数模构建信息、数模成果文件等)的标准化工作，提出基于各专业软件的统一格式和测图的密度和精度要求，尤其是对于特殊地形( 池塘和深谷等) 进行单独规定。数字地面模型文件的标准化在提供和使用电子地图的专业间架起一个桥梁，使得相互交换电子地图数据更加准确和快捷。因为各个软件支持的数据格式不统一，这种格式的制定独立于各专业软件，如果选择一种格式作为数据交换标准，在开发和升级这些软件时支持这些格式，便会以更加高效的方式展开这些工作。因此主要的研究内容包括以下几方面：( 1 ) 测量数据文本文件的格式表示方式；( 2 ) 高程点密度的规定和在电子地图中的表达方式；( 3 ) 地形特征线、约束线的规定和在电子地图中的表达方式；( 4 ) 和公路设计相关地物、结构物，如桥梁、铁路等在电子地图中的规定和表达方式。二公路设计用电子文件的标准化研究按编制办法的要求，研究公路工程应包含的电子文件，对于各类电子文件进行总结归类；在此基础上，重点研究公路c a d 系统的电子文件的标准化，对于文件的存储格式、存储内容和存储介质进行统一的标准规定，以适用于电子文档的管理，保存和共享，提高数据的利用效率和安全性。因此主要的研究内容包括以下几方面：1 文件归档( 1 ) 电子版设计文件归档时采用的目录结构，文件名称的命名规则8东南大学硕士学位论文( 2 ) 文件的组成内容及编写格式和电子数据的归档说明( 3 ) 电子文件的载体2 文档的一般规定，见表1 4表1 4 公路设计用电子文档的一般规定文档分类包含内容具体要求编制原则指明文字文档的编制原则版面设计文字文档的页面设置、页边距、页眉页脚规定文字文档标题文字文档的标题书写格式章节安排文字文档的章节安排及段落设置，章节序号书写格式字体及字号文字文档的字体、字号规定嵌入对象文字文档中嵌入对象的格式及其他设置编制原则指明表格文档的编制原则版面设计表格文档中页面设置、页边距的规定表格名称表格名称的书写格式字体字号表格中字体及字号规定表格文档表格版式表格的版本设计要点，例如项目名称、签字区的安排等初步设计阶段文档类型及格式，如可行性研究报告、测设合同和初步设计资料归档表等矢量表格技术设计阶段文档类型及格式，如工程设计条件单、工程实际图纸作废单等施工图设计阶段文档类型及格式，如施工图技术交底单、施工图设计资料归档表等3 公路c a d 文件内容及格式，见表1 5表1 5 公路c a d 文件内容及格式包含内容具体要求图纸幅面规格及加长规定图纸图框图框形式及图标、会签栏和角标的绘制图形文件中应设立图框层，图框线和文本按指定颜色绘制图线的常用线型及线宽图线图形文件中，线宽组合要求图形文件中，所有图线宽度采用颜色控制，列出图线宽度与颜色对应表文本字体样式，常用形文件的说明文字文字高度和宽高比的规定文字颜色和层控制说明尺寸标注的组成，包括尺寸界线、尺寸线、尺寸起止符和尺寸数字组成尺寸标注常用尺寸标注的说明，包括标高标注、横坡标注、水位标注等尺寸标注的格式、颜色、层规定视图剖切符号和文本标注的规定电子版设计文件归档时采用的目录结构，文件名称的命名规则文件归档说明文件的组成内容及编写格式电子数据的归档说明9第一章绪论4 对具体的图形( 路线，路基、路面及排水，桥梁、涵洞，隧道，路线交叉，交通工程及沿线设施，环境保护，渡口码头及其它工程，筑路材料) 从以下几个方面进行说明，见表1 6 ：表1 6 具体工程项目的规定包含内容具体要求指明图形应该包含的图层名称，图层的颜色、线型及线宽设置；图层明确每个实体所在的图层图形中出现的辅助层，必须说明其是否可显示、是否可打印颜色根据图形的线宽要求，对图形进行合理颜色布置。因为电子版设计文件实行颜色与线宽捆绑制，除有特殊要求外，不再对线宽进行说明线型对图形中出现的主要线型进行逐一说明，对特殊线型的参数进行详细说明文字文字格式包括文字字体、文字高度和文字的宽高比例；合理安排图形中文字格式，对图形中出现的不同文字格式进行逐一说明组织安排对图形中出现的所有实体进行合理的组织安排其他说明图形的其他补充说明5 基于x m l 的公路设计文件转换包含的内容如下：( 1 ) 公路设计文件转换内容( 2 ) x m l 数据的编写格式( 3 ) 文件的存储载体及格式1 3 3 研究技术路线1 公路设计用电子地图及数字地面模型的研究采用的技术路线如下，见图1 4 ：( 1 ) 选择主流的公路、市政道路勘测设计单位，充分收集、分析各种不同格式的具有代表性的电子地图，找出目前的电子地图不适于公路设计的主要问题；( 2 ) 针对高程点密度、地形、地物约束这两个主要矛盾，制定改进现有电子地图的相应措施，并在实际中应用、测试；( 3 ) 完善改进措施，并将改进措施落实到测图工作中。2 公路设计电子文件的标准化研究拟采用的技术路线如下，见图1 5 ：( 1 ) 选择主流的公路、市政道路勘测设计单位，充分收集各类公路工程的电子文件，分析存在的主要问题；( 2 ) 对非c a d 电子文件，参照纸介质文件的编制体系，强调电子文件的技术先进性、格式应用广泛性、并注重电子文件的可拓性和安全性；( 3 ) 对c a d 电子文件，强调各公路c a d 系统间的数据可转换性。选择国内常见系统如a h c a d 、e i c a d 、h i n t c a d 进行数据间可转换性的研究、测试；并在此基础上，研究公路c a d 系统电子文件的标准化；( 4 ) 以l a n d x m l 为指南，研究基于x m l 的公路勘测设计文件，以便更大程度地共享公路设计数据，为公路安全性评价、环境生态评价等工作提供数据支持。1 0东南大学硕士学位论文图1 4 公路设计用电子地图及数字地面模型标准化的研究技术路线三要勘测设计单位调查，分析各类电子文件i 从路勘测设计标准、示例和办法0目前电子文件不适用于公路设计的主要问题确定总体研究内容0j非c a d 电子文件：c a d 电子文件：基于x m l 的数据转换：电子文件的技术先进性、格研究各公路c a d 系统间的基于x m l 格式的c a d 电式应用广泛性、并注重电子数据可转换性；研究公路子文件数据转换及共享，提文件的可拓性和安全性c a d 系统电子文件标准化出基于l a n d x m l 的几何设计文档标准化策略0tl 提出改进措施li上勘测设计单位反馈 ：4 实际应用、测试 ：爿各方意见上完善、改进措施、优化电子文件标准化提出合理建议和意见图1 5 公路勘测设计电子文件标准化研究技术路线第一章绪论1 4 本章小结本章在论述论文的研究背景及对公路勘测设计电子文档标准化的国内外发展进行对比分析的基础上，通过对几家公路勘测设计单位的调研，对其结果的分析得出了目前我国大部分设计单位在公路勘测设计电子文档标准化方面的现状及存在的问题，提出了本课题的研究意义，重要性及必要性，从而确定了本论文的研究技术路线及主要研究内容。1 2东南大学硕士学位论文第二章公路设计用电子地形图的标准化2 1 电子地形图的构成及优点地图符号通过其性质特征、表象特征( 颜色) 、浓淡层次特征的组合对其指代的空间事物进行表达，以实现其传输地理信息的功能。为了使地图符号的这些基本特征适应数字化制图环境，研究并实现其数字表达，对于电子地形图的理论和实践都是十分有益和必要的。长期以来我国在地图应用领域中基本上是印刷的纸质地图，而方便快捷、信息量大的电子地图的出现为该领域注入了新的活力。2 1 1 电子地形图的构成电子地形图一般由基础数据、符号体系和平台功能等三部分构成。1 基础数据：电子地图数据是计算机可以识别的，在一定的坐标系统内，具有确定的定位和属性标志的地面要素和现象的离散数据，包括地面要素的属性、坐标和关系，由此来描述存储对象。2 符号体系：符号体系是指根据不同人群的心理特征、职业特点、关注重点、兴趣爱好等确定不同的符号设计方案。设计符号要以内容为基础，确定内容的图形表示方法即符号设计。符号设计的内容包括符号的图案设计、尺寸设计和颜色设计等。3 平台功能：作为一幅完备的电子地图，它应该具备以下功能图形显示功能；多媒体功能；信息查询检索功能；统计制图功能；空间分析功能等。2 1 2 电子地形图的优点与传统地图相比，电子地图具有如下优点：，1 工艺先进、低成本、高效益。计算机制图的工序简单，无纸作业，物质消耗较低，同时产品成图周期短，与传统制图相比，一般可提高工效十几倍到几十倍，