【技术实现步骤摘要】
本专利技术是针对长大隧道工程的三维建模的技术，具体为椭球系和笛卡尔坐标系融合的三维建模方法。
技术介绍
1、三维建模技术已经广泛应用于长大隧道工程中。通过三维建模，工程师可以更好地理解和规划道路工程，提高工程设计和施工效率，降低工程成本和风险，提高项目交付质量，促进多学科协作。三维建模还可以帮助工程师快速生成多个设计方案，并进行比较和评估，为施工过程提供指导，减少误差和浪费。此外，三维建模还能在设计和施工过程中发现潜在问题和风险，及早进行调整和优化，提高工程整体水平；
2、在长大隧道工程三维建模中，地球的椭球形状对建模结果具有重要影响。忽略地球椭球形状可能导致建筑物在地球表面出现偏差，进而引发安全隐患和其他问题。因此，在长大隧道工程三维建模中，根据专业需要选择使用椭球系或笛卡尔坐标系进行建模。在多专业协同建模过程中，需要将椭球坐标系的数据转换为笛卡尔坐标系进行三维建模，并将建模结果转换回椭球坐标系；
3、现有的长大隧道工程多专业协同三维建模采用以下步骤：t1，在椭球系建立地形模型并进行三维选线；t2，根据工程的地理位置和精度要求，选择合适的投影方式和投影带，在椭球系上将长大隧道工程分割为很多小的椭球带；t3，分别将椭球带上的地形和线路投影到笛卡尔坐标系；t4，隧道专业在投影后的笛卡尔坐标系上，依据地形和线路三维模型建立隧道专业三维模型；t5，将隧道专业笛卡尔坐标系下的三维模型转换为椭球坐标系下的三维模型，实现三维模型集成。在椭球系和笛卡尔坐标系相互转换的过程中，由于两种坐标系本质上是不同的，投影换带引起的
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对长大隧道工程提供一种椭球系和笛卡尔坐标融合的三维建模方法，以满足长大隧道工程在椭球系下的三维建模要求；
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：
3、本专利技术的椭球系和笛卡尔坐标系融合的长大隧道工程三维建模方法，按如下步骤进行：
4、1)在椭球系上进行地形建模和三维选线；
5、1-1）地形建模包括地形数据获取、导入数据和模型创建三个步骤，其中地形高程数据可采用卫星数据或激光雷达扫描数据，将数据导入到椭球系，在椭球系上采用三角面片拟合的方式完成地形建模；
6、1-2）在椭球系上采用交点法选线，分别选取线路平曲线和纵曲线，二者空间耦合形成三维线路；
7、2)以三维线路为骨架，根据隧道的起始和终止里程，在三维线路上按照5m或10m间距，创建一系列的隧道断面定位点；
8、3)创建局部笛卡尔坐标，具体方法为：
9、3-1) 根据步骤2)创建的隧道断面坐标点，获取三维线路的切线，以线路前进方向为正方向，建立x’坐标轴；
10、3-2) 根据步骤2)创建的隧道断面坐标点，以点基于参考椭球面的面外法线方向建立z坐标轴；
11、3-3) 将步骤3-2)的z轴和步骤3-1)建立的x’轴，按照右手法则z-x’建立y坐标轴；
12、3-4) 步骤3-3)的y轴和步骤3-2)建立的z轴，按照右手法则， y-z建立x坐标轴，形成x-y-z笛卡尔坐标系，创建隧道断面局部笛卡尔坐标系完毕；
13、4) 在步骤3)建立的一系列隧道断面局部笛卡尔坐标系下，在y-z平面建立草图，用圆弧和多段线组合创建一系列隧道横断面，包括：隧道轮廓、初期支护、二衬、仰拱、排水沟槽等；
14、5）以三维线路为骨架，利用步骤4）中创建的一系列隧道横断面，从隧道起始里程开始，相邻两个横断面为一组，采用扫略或多截面拟合的方法，建立分段隧道三维模型，组装形成完整隧道三维模型；
15、本专利技术的有益效果主要体现在如下几个方面：
16、1.地形和线路模型都是在椭球系下建立的，无需进行椭球系和笛卡尔坐标系之间进行转换，减少了地形和线路模型由于投影换带引起的投影坐标系突变、数据集断裂和投影误差增大的问题；
17、2.按照平曲线5m或10m的间距，在三维线路上创建的隧道断面局部坐标在椭球系下是精确坐标，以椭球系下的三维线路为骨架，所形成的隧道三维模型也是精确的；
18、3.三维建模过程在椭球系下进行，减少了模型转换的步骤。
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1.椭球系和笛卡尔坐标系融合的长大隧道工程三维建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种椭球系和笛卡尔坐标系融合的长大隧道工程三维建模方法，其特征是：所述步骤2)中，隧道断面定位点的间距是5m或10m。
3.如权利要求1所述一种椭球系和笛卡尔坐标系融合的长大隧道工程三维建模方法，其特征是：所述步骤4)中，局部笛卡尔坐标系下隧道断面的间距是5m或10m。
【技术特征摘要】
1.椭球系和笛卡尔坐标系融合的长大隧道工程三维建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种椭球系和笛卡尔坐标系融合的长大隧道工程三维建模方法，其特征是：所述步骤2)中，隧...
【专利技术属性】
技术研发人员：张自震，杨咏漪，和丽武，吴海宽，舒俊，段必康，何青云，
申请(专利权)人：昆明安泰得软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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