[发明专利]道路坡度的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种道路设计工程技术领域的方法，具体是一种道路坡度的检测方法。

背景技术

风景区道路是景观中重要的构图要素，是风景的一部分。风景区游览道路不仅要确保道路本身流畅、自然及路面的质量，还要注意所经地区的视觉观赏效果，使风景特征能够沿途展现出来。因此，道路的规划选址应与自然景物特征、自然力相协调。风景区内路线的选择要充分利用道路所处的位置和自然地形坡度，保存自然弯曲的河流、隆起的岩石、茂密的丛林和乡间植被群落，以及因地壳造山运动而形成的自然轮廓线。这样，使游览车能穿过茂密的树林、清幽的峡谷或河滨沙滩，充分享受大自然的景观野趣。

为了满足风景区道路系统的功能、景观美学要求，特别是景区游览道路的规划布局及施工的可行性等条件，道路的坡度检测成为了景区规划设计中重要的一环。因为道路坡度直接影响车辆通行的便利性，道路排水通畅性，而且与规划设计中道路的等级、功能定位及开挖路基土石方量等密切相关，是道路施工成本核算及可行性分析的重要因素。

根据国家的相关标准，不同等级的道路有不同的坡度要求。做路网规划的时候，需要考虑道路的坡度。例如，赵兵等在《园林工程学》中讲到道路纵坡与限制坡长。一般道路的坡度应有8％以下的纵坡，以保证雨水的排除；可供自行车骑行的道路，纵坡宜在2.5％以下，最大不超过4％；不通车的道路，最大纵坡不超过12％，若坡度在12％以上，就必须设计为梯级道路。

经对现有文献检索发现，相关技术如下：

1、吴秀芹等在2007年6月清华大学出版社出版的《ARCGIS9地理信息系统应用与实践》中利用ArcGIS中的表面分析功能对地形数据进行坡度分析，此方法步骤简单，但是只能得到某一区域内面状地物垂直剖面的坡度，不能应用于道路的坡度获取。

2、张帆在2006年1月清华大学出版社出版的《AutoCAD VBA二次开发教程》中用AutoCAD中的二次开发功能计算道路坡度，通过创建道路信息数据库及编程实现每一条线段斜率的计算，但是此方法对道路规划者编程要求较高，且数据库的建立需要花费较长时间。

3、中国专利申请号为：2003101165560.5，名称为：提供包括道路坡度数据的地图数据的地图数据产生系统，，提出一种地图产生系统，可根据系统的数据录入单元将高度数据输入系统，从而计算出指定道路的坡度，然后存储到系统中，但是该系统以人为分段的路网为基础单元，带有人为主观想法，而且只能得到离散的、以路段为单位的坡度分布图，不能得到整个规划区内道路坡度的详细准确的分布状况。

4、http://www.smth.edu.cn/bbsgcon.php？board＝DigitalEarth&num＝986网页上介绍了利用ArcGIS进行道路坡度计算的方法：首先对路网进行人为分段，然后存储道路起点和终点的高程值，计算各段道路的近似坡度。但是该方法也是以人为分段的路网为基础单元，带有人为主观想法，而且只能得到离散的、以路段为单位的坡度分布图，不能得到整个规划区内道路坡度详细准确的分布状况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种道路坡度的检测方法。本发明基于地形数据和道路信息，充分挖掘ArcGIS的空间分析功能，以获得道路上任何一点沿着道路走向的连续的坡度，并且能方便地输出道路坡度分布图。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下步骤：

第一步，从国家或地方测绘部门获取待检测区域的等高线图和道路规划图。

第二步，分别对等高线图和道路规划图进行扫描和空间配准，得到等高线栅格分布图和道路规划栅格分布图。

所述的空间配准，具体是：首先选择投影方式和若干均匀分布的地面控制点，然后选择多项式作为几何畸变模型，将地面控制点的位置信息代入多项式确定几何畸变模型的具体表达式，最后将图上其余的点代入几何畸变模型，得到图中每个点的几何校正值。

第三步，分别对等高线栅格分布图和道路规划栅格分布图进行数字化处理，得到等高线矢量分布图和道路规划矢量分布图，并对等高线矢量分布图进行不规则三角网格转换处理，得到等高线不规则三角网格。

所述的数字化处理，包括：对图形要素的跟踪采集、属性字段的添加和属性数据的录入。

所述的不规则三角网格转换处理是将等高线矢量分布图划分为若干个相等的三角面网格。

第四步，提取等高线不规则三角网格中的所有节点，得到高程散点图，并对高程散点图进行空间插值处理，得到高程分布图。