复杂立交桥三维桥面模型的构建方法

刘一飞 江文萍 马家俊 黄欣然 夏竹君

(1.武汉大学 资源与环境科学学院, 湖北 武汉 430079; 2.中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院, 湖北 武汉 430074)

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当今,随着城市化进程不断加剧,传统的平面交通道路不足以满足急剧增多的机动车通行需求,修建越来越多的立交桥,以缓解拥堵,提高城市交通水平,立交桥对于城市发展有重大意义[1]。随着立交桥数量的不断增多,其三维可视化也成为数字城市、智慧交通和三维地理信息系统等领域的重要课题。各类立体交通设施不断发展,为了更大化地提高交通运输效率,根据不同的地形与地理位置环境,各式各样的立交桥被修建[2]。一些复杂立交桥甚至难以用平面图进行表达,因此，对立交桥三维模型构建有了更高的要求。

目前主要的立交桥三维模型构建方法为依靠人工使用计算机辅助设计等方式手动建模[3],以及使用车载、机载等平台搭载遥感传感器进行数据采集并建模[4-5]。对于人工建模法,虽然能够构建出效果逼真、精细的立交桥模型,但建模过程需要耗费大量的人力和时间[6]。对于遥感类的建模方法,虽然能实现模型的高效构建,但是需要进行额外的外业作业并投入大量的物力资源[7]。为此,亟须一种效率高、低成本的三维立交桥模型构建方法。

相比于三维地理信息数据,二维基础测绘测量数据和数字表面模型(Digital Surface Model,DSM)数据较为容易获取。因而,本文提出了一种利用立交桥中心线及相应宽度、立交桥范围的数字表面模型进行复杂立交桥三维模型快速构建的算法和方案,基于三维开源图形渲染引擎(OpenSceneGraph, OSG)实现立交桥面模型的自动化构建和显示。……