本发明涉及一种道路立交的快速三维建模方法，属于立交桥三维建模技术领域。
背景技术
立交桥是一个由桥梁、空间交叉和沿线设施等组成的复杂空间结构，在整个城市道路网中占有很重要的地位。由于立交桥自身空间结构的复杂性，其三维建模有异于一般建筑物和地形，尤其是大型的立交桥，空间跨桥错综复杂、拓扑关系繁多，建模工作更为困难。当前的立交三维建模技术从数据模型与拓扑结构的组织管理入手，提出其三维建模方法的一般流程，其数据组织复杂、特别是道路立交的拓扑结构构建十分繁琐，不满足短时、快速的建模需求。
技术实现要素：
为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种操作简单，建模方便、快捷，用时短的道路立交的快速三维建模方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种道路立交的快速三维建模方法，按照以下步骤进行，
步骤1、对立交桥cad图纸中的立交数据进行整理，根据道路三维建模要求整理立交路面要素的图层数据，并将立交数据划分为主路、主匝路和匝路，分别以编号mm、编号ms和编号ss标记道路类型；
步骤2、对整理的立交数据进行剪切，并构建了立交的主路与匝道间的拓扑关系，首先对立交道路数据的属性进行赋值，属性信息包括坐标（x、y）,索引和道路类型三种信息，其中，x轴坐标和y轴坐标为主路与匝道的连接点；索引取值1和2用于表示有两点相连接；道路类型取值0和1，0用于表示主路，1用于表示匝道；然后对立交主匝关系进行构建，主路与匝道相连接的点属性基本相同，只有道路类型不同，按连接点坐标（x、y）、索引组成唯一key值；
步骤3、对立交数据进行解析处理；
步骤4、根据立交主路与匝道之间的拓扑关系，将立交路面的红线进行连接，构建出基础的道路立交的三维轮廓线；
步骤5、生成路面、边坡及其他道路要素；
步骤6、根据主路、主匝道和匝道的类型，分别构建桥梁模型；
步骤7、进行道路路面材质、道路边坡、人行道等标识标线的材质、纹理的渲染；
步骤8、自动生成立交路灯、信号灯及其他道路附属设施；
步骤9、以实体方式多视角显示三维立交模型。
优选的，所述步骤4中，在进立交路面的红线连接时，s1.先依据裁切数据中的立交主匝关联表，获取连接点；s2.判断主路连接点高程与匝道连接点高程是否一致，若一致，执行s4；若不一致，执行s3；s3.主路与匝道连接平滑：即平滑匝道与主路连接的道路红线，其中，匝道道路红线分为匝道右侧红线和匝道左侧红线；s4.连接主路和匝道的道路红线，实现主路与匝道的连接。
优选的，所述s3中在匝道右侧红线平滑时，匝道连接点所在的红线向后取点，直到多点距离之和>=10时结束，设该点为zdh；以主路连接点的高程值为起点，zdh点的高程值为终点线性插值，重新绘制匝道红线；同理，在匝道左侧红线平滑时，匝道连接点所在的红线向后取点，直到多点距离之和>=10时结束，设该点为zdh；以主路连接点的高程值为起点，zdh点的高程值为终点线性插值，重新绘制匝道红线。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明操作简单，采用对道路立交cad图纸进行立交路面数据的图层对应，平、纵、横数据和主路、主匝路、匝道的数据整理和裁切；然后在对立交的主路、主匝道和匝道的进行连接，立交路面要素进行三维构建、道路材质纹理贴图以及立交桥梁的三维建模；最后形成三维立交模型。整个过程建模方便、快捷，用时短，并且形成的建模图形更加真实。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种道路立交的快速三维建模方法，按照以下步骤进行，
步骤1、对立交桥cad图纸中的立交数据进行整理，根据道路三维建模要求整理立交路面要素的图层数据，并将立交数据划分为主路、主匝路和匝路，分别以编号mm、编号ms和编号ss标记道路类型；
步骤2、对整理的立交数据进行剪切，并构建了立交的主路与匝道间的拓扑关系，首先对立交道路数据的属性进行赋值，属性信息包括坐标（x、y）,索引和道路类型三种信息，其中，x轴坐标和y轴坐标为主路与匝道的连接点；索引取值1和2用于表示有两点相连接；道路类型取值0和1，0用于表示主路，1用于表示匝道；那么主路与匝道连接处只需记录道路两边的两个点即可，因为连接处（即分割处）是直线分割，所以只需要记录直线两端的点。两点的索引分别是1和2，主路记录0-1,0-2,匝道记录1-1和1-2，其中0-1和1-1为同一点，0-2和1-2为同一点，主路查找连接关系时根据这两点找到相应的匝道进行平滑连接。然后对立交主匝关系进行构建，主路与匝道相连接的点属性基本相同，只有道路类型不同，按连接点坐标（x、y）、索引组成唯一key值；
步骤3、对立交数据进行解析处理；
步骤4、根据立交主路与匝道之间的拓扑关系，将立交路面的红线进行连接，构建出基础的道路立交的三维轮廓线；
其中，在进立交路面的红线连接时，s1.先依据裁切数据中的立交主匝关联表，获取连接点；s2.判断主路连接点高程与匝道连接点高程是否一致，若一致，执行s4；若不一致，执行s3；s3.主路与匝道连接平滑：即平滑匝道与主路连接的道路红线，其中，匝道道路红线分为匝道右侧红线和匝道左侧红线；s4.连接主路和匝道的道路红线，实现主路与匝道的连接。在匝道右侧红线平滑时，匝道连接点所在的红线向后取点，直到多点距离之和>=10时结束，设该点为zdh；以主路连接点的高程值为起点，zdh点的高程值为终点线性插值，重新绘制匝道红线；同理，在匝道左侧红线平滑时，匝道连接点所在的红线向后取点，直到多点距离之和>=10时结束，设该点为zdh；以主路连接点的高程值为起点，zdh点的高程值为终点线性插值，重新绘制匝道红线。
步骤5、生成路面、边坡及其他道路要素。具体的将二维道路设计数据与三维建模图层一一对应，即将道路中心线、车道线及其他标识标线与建模图层进行关联；将道路纵断面、横断面和边坡信息保存到三维道路建模要素集合中，对二维道路设计数据的断点、重叠等错误进行检测；其中，根据二维道路设计数据，判断二维道路设计数据中线段的起始点、终止点，确定起终点的个数，若是只有一个设为中断点，以黄色点表示；根据二维道路设计数据对线段类型进行区分，对每条线进行空间位置比较，判断是否重叠，在进行数据处理时，断点处理：设置断点容差，选择要处理的图层，设置处理范围（框选），然后断点处自动连接，在cad图上显示新连接点，并以表格形式显示处理的记录；重叠处理：设置断点容差，选择要处理的图层，设置处理范围（框选），在cad图上以高亮的形式显示相应的位置，提示用户人工处理；根据二维道路设计数据中点、线、面要素的属性及相互空间关系，将二维道路设计数据裁切成三维建模数据；道路建模要素以图层的方式进行组织，裁切生成xml格式的建模数据，然后根据裁切的三维建模数据，分层快速生成路面、边坡及其他道路要素。
步骤6、根据主路、主匝道和匝道的类型，分别构建桥梁模型；
步骤7、进行道路路面材质、道路边坡、人行道等标识标线的材质、纹理的渲染；
步骤8、自动生成立交路灯、信号灯及其他道路附属设施；
步骤9、以实体方式多视角显示三维立交模型，满足道路设计人员不同的观看需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。