道路工程CAD重点摘要.docx
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道路工程CAD重点摘要
道路工程CAD重点摘要
1、名词解释
1.计算机绘图是使用图形软件和硬件进行绘图的一种方法和技，以摆脱繁重的手工绘图为目标。
2.计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形并在专业显示设备上显示的原理方法和技术的科学。
3.可视化技术是发达国家在20世纪80年代后期提出并发展起来的一个新的研究领域。
4.主机是控制及指挥整个系统并执行实际运算，逻辑分析的装置是整个硬件系统的核心包括中央处理器内存储器。
5.中央处理器，即CPU它主要由运算器和控制器组是计算机的指挥控制计算中心。
6.需求分析是开发人员准确理解用户的需求进行细致的调查分析，将用户非形式的需求转化为完整的需求定义，再由需求定义转换到相应的形式功能规格说明的过程。
7.软件测试是对软件质量进行检验的主要手段，其基本任务是对完成的程序进行全面测试包括检查程序是否正常运行是否与用户要求的系统相符合。
8.数据模型是对现实世界的数据进行客观抽象和形式的描述是数据库技术的重要组成内容。
9.数字化仪是利用电磁感应原理将图形转换成数字的电子设备。
10.综合法是航空摄影测量和普通地面测量相结合测图方法，它通常适用于地形平坦或微丘陵地区。
11.分工法是分别由纠正仪获得平面影片，然后使用立体量测仪解求地面点的高程，再用投影仪转绘仪纠正投影误差。
它适用于丘陵地区的测图。
12.全能法是采用多信仪或其他立体测图仪，在室内建立起与实地完全相似的立体模型，仅用一台仪器在一个内业过程中同时直接测量地面点点平面位置和高程并绘制出地形等高线。
它适用于任何类型的地形。
13.解析法是随着电子计算机的应用而发展起来的全能型自动化方法，它主要依靠高精度的解析立体测图仪。
14.全数字化法是在解析法的基础上发展起来更为先进的一种方法，它与解析法的主要区别是利用相关技术和扫描技术将像片摄影数字化，无需人眼进行观测，便可以得到被测区域的地表三维数据。
15.GPS系统用户设备是指用户GPS接收机，主要任务是捕获卫星信号，跟踪并锁定卫星信号。
GPS接收机是一种被动式无线定位设备。
16.静态定位是指GPS测定相对于地球不运动的点位，GPS接收机安置在该点上接收数分钟甚至更长时间，以确定其三维坐标，又称为绝对定位。
17.动态定位是确定运动物体到三维坐标。
18.伪距测量就是测定卫星到接收机的距离，即由卫星发射到测量距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得的距离。
19.差分定位GPS相对定位，也叫GPS差分定位，是确定观测点（也称流动站）与某一地区参考点（也称基准点）的相对位置。
相对定位广泛应用于大地测量精密工程测量，地球动力学的研究和精密导航。
20.载波相位测量时测定GPS卫星载波信号到接收机天线的相位延迟。
21.双线性曲面：
在单位正方形的参数空间内，以其相反边界进行线性插值而得到的面称双线性曲面。
22.数字地面模型（简称数模或DTM）是指地形表面形态等多种信息的数字表示。
23.数学分块曲面表示法把地面分成若干个快，每块用一种数学函数以连续的三维函数高平滑度表示复杂曲面并使函数曲面通过离散采样点，这样近似数学函数表示的DTM不太适合于地图制图，但广泛用于复杂表面模拟的机助设计系统。
24.双线性内插法适用于网格内无地形特征的情况，否则将会造成不同程度的误差该法具有运算速度快占用内存小等优点
25.三角格网内插法是以地形特征为顶点组成三角网格来逼近地形表面面认为各三角形是一个倾平面，在三角形内的特定点高程可采用线性内插求得。
26.“直线型”设计方法是根据选定的路线方案和该路线等级相应的几何标准先定出一系列与地形相适应的直线作为路线基本单元然后在两直线转折处用曲线予以连接的定线方法。
27.“曲线型”设计方法与传统的先定直线后定曲线的直线型设计方法相反，它是先根据地形地物条件设置合适的圆曲线或直线然后把这些圆曲线和直线用适当的回旋线连接起来形成以曲线为主的连续线形。
28.条分梯形法的基本设计思想是在路基挖范围内过设计线各转折点分别向地面线作垂直求交点，并过地面各个折点向设计分别作垂线求交点，这些垂线将整个断面划分为若干个梯形或三角形
29.闭合多边形法：
在条分梯形法中需经过对象引垂线进行条分求交点，排序求面积，判断累加共五步操作，特别是条分求交点排序较为繁琐，且在程序中对存在的需求较大。
30.闭合多边形方法的工作步骤是：
设计线与地面线求交点，组合多边形求面积分类累加。
31.线框模型描绘的是三维对象的框架模型中设有面，只有描绘对象边界的点直线和曲线。
32.表面模型是通过创建对象的表面而绘制的它不仅定义三维对象的边，而且定义面，即用若干空间的平面或曲面来模拟物体的表面特征。
33.实体建模是最容易使用的三维建模方法，实体模型既具有面积概念也具有体积概念特征。
34.
二、填空
1.CAD技术包括设计绘图、工程计算、分析文档制作等设计活动。
2.最早进行应用系统集成技术研究的行业是制造业。
3.可视化技术是发达国家在20世纪80年代后提出发展起来的一种新的研究领域。
4.计算机的应用设备包括输入设备、输出设备及网络设施一个完整的CAD系统包括数据采集设备。
5.微型计算机的硬件系统主要由计算机本身及外围设备组成，一般来说微型计算机的硬件系统包括主机、外存储器、输入输出设备。
6.主机是控制机指挥整个系统并执行实际运算逻辑分析的装置是整个硬件系统的核心，包括中央处理器内存储器。
7.中央处理器是由运算器和控制器组成是计算机的指挥控制中心。
8.内存储器即内存，它是CPU可以直接访问的存储器装置，在主板插槽上，主要由集成电路芯片构成。
9.图形软件是道路CAD中最重要的工具软件。
10.VB常用的控制有：
用于显示和输入文本的控件、为用户提供选择的控件、显示图片和图形的控件、附加控件。
11.可行性研究包括技术可行性、经济可行性、操作可行性。
12.软件定义时期通常进一步划分成问题定义、可行性研究、需求分析。
13.软件开发时期的任务是具体设计和实现前一个时期定义的软件，它通常由总体设计、详细设计、编码和测试4个阶段组成。
14.软件测试时对软件质量进行检验的主要手段其基本任务是对完成的程序进行全面测试，包括检查程序是否正常运行，是否与用户要求的系统相符合。
15.维护阶段的关键任务是通过各种必要的维护活动使系统持久地满足用户需求。
16.坐标系分为两种，一类是面向系统，一类是面向用户的。
17.在数学上齐次坐标是空间位置矢量的一种表达方法。
18.道路设计中处理的图形按其形状可分为两大类，第一类是规则形状的图形，通常由平面、二次曲面等组成，第二类是自由形状的图形，通常由自由曲线和曲面构成。
19.在矢量方式中图形以平面直角坐标（x,y）表示点，是构成地形图图形的最基本要素，在格栅方式中图形以其通过的格栅单元用行和列作为下标构成的二维数据矩阵表示，单位格栅图形是最基本要素。
20.数字化仪是利用电磁感应原理将图形转换成数字的电子设备。
21.航摄像片的好坏主要决定于飞行和摄影的质量，其他还有气候亮度等因素。
22.在摄取像片时规范要求小于60％的航向重叠度和不小于15％的旁向重叠度。
23.航摄像片的平面图形的不同于道路勘测设计是绘制的平面图形，道路平面图形取水平面为投影面的上射投影而像片是摄影仪目镜为中心的中心投影。
24.为取得每个点的三维坐标使地形产生立体效应对每一个同名像点必须具备相邻两张像片上的重叠形象称为像对。
25.道路航测的主要任务是为道路设计提供大比例尺图形，根据航片立体观察和判释提供有关地质、地貌、水文等资料以及道路设计提供原始地形数据。
26.道路航测的准备工作主要包括航带设计和资料收集。
27.外业工作即外控测量工作，包括野外地面、控制测量和判读测绘。
控制测量时航测的主要工序之一是内业测图的基础。
28.内业工作包括将像片的中心投影图展平为垂直投影图，加密和放大成图以及建立三维的数字地形模型。
29.道路航测的成图方法有综合法、分工法、全能法、解释法和全数字法等。
30.GPS系统主要由GPS空间卫星部分（卫星星座）地面监控部分和用户设备部分组成。
31.GPS系统地面监控部分是由分布在美国本土和三大洋美军基地上的五个地面站组成，按功能可分为监测站、主控站、注入站。
32.GPS定位方法主要有伪距定位法、载波相位测量定位和GPS差分定位定位，根据待定点运动状态可分为静态定位和动态定位。
33.GPS测量按其性质可分为外业和内业两部分，外业工作主要包括野外观测工作以及成果质量检核等，内业工作主要包括GPS测量的技术设计测后数据处理以及技术总结。
34.按GPS测量实施的工作程序则大部分为GPS网的设计，选点与建立标志外业观测及成果检核与处理等几个阶段。
35.GPS网精度要求，主要取决于网的用途，精度指标通常以及网中相对邻点之间的距离误差。
36.GPS网的图形设计取决于网的用途，丹与经费时间和人力的消耗以及接收设备的类型，数量和后勤保障等条件有很大的关系。
根据GPS测量的不同用途GPS网的独立观测边应构成一定的几何图形，图形的基本形式有三角网、环形网和星形网。
37.GPS测量的观测工作主要包括天线安置，观测作业，观测记录及观测数据的质量判定。
38.实时GPS测量是基于载波相位测量的一种实时动态定位技术，它能实时地提供观测点在制定坐标的三维定位结果，并可以达到厘米级精度。
39.实时GPS系统通常由GPS信号接收系统，数据实时传输系统，数据实时处理系统组成。
40.GPS测量具有高精度，高效率的优点在控制测量领域得到广泛应用。
41.数字地面模型是系统核心的重要组成部分。
42.道路平面线是由直线、圆曲线和缓和曲线三种要素组成的，缓和曲线采用的是回旋线形式。
43.三维建模的表示方法：
线框模型、表面模型、实体模型。
44.线框模型描述的是三维对象的框架，模型中没有面，只有描述对象边界的点，直线和曲线。
45.表面模型是通过创建对象表面而绘制的它不及定义三维对象的边而是定义面，即用若干空间的平面或曲面来模拟物体的表面特征。
46.实体模型是最容易使用的三维建模方法，实体模型既有面积概念也具有体积概念特征。
47.道路桥梁三维建模可以采用表面模型，也可以采用实体模型。
48.道路的三维模型包括道路周围的带状、三维地表模型和道路设计表面模型。
49.桥梁三维建模采用实体建模比采用表面建模更容易成型更方便。
50.桥梁的结构主要包括上部结构和下部结构。
51.道路附属设施模型主要包括交通标线模型，防撞护栏模型、标志标牌模型。
52.交通标线主要是行车道的分隔线标线模型采用是依附于路面连续的或有间隔的空间矩形平面来完成的。
53.高级道路的中央带和两侧一般均要设置防撞护栏一般采用的是波形护栏，可利用AutoCAD三维建模工具来完成的计算出防护栏模型的参数后传递给AutoCAD由AutoCAD来建立模型。
54.标志标牌模型主要包括里程指示牌、道路出入口指示牌警示牌。
55.CAD基本的集成开放环境的特点：
有专门的转换接口、有众多的增值软件与合作伙伴的无缝良好的系统开放性。
56.可视化技术用于CAD，使CAD技术主要在两方面得到了提高：
一是更逼真地看到正在设计的产品及其开发过程；二是提高交互能力，使设计人员或群体可以直接和所设计产品交互操作。
3、简答题
1.CAD技术涉及的基础技术。
1）图形处理技术
2）数据管理与数据交换技术
3）工程分析技术
4）文档处理技术
5）软件涉及技术
2.计算机图形学研究的内容
1）硬件
2）图形软件开发
3）图形处理技术
4）实际应用中的图形处理问题
3.CAD存在的问题
1）CAD的支持层次较低
2）道路CAD系统的开发缺乏组织低层次上重复开发严重
3）道路CAD软件与支撑软件之间连接功能差，致使CAD环境不完善
4）现有道路CAD系统常把设计思想原则与现实设计的具体方法和技巧处理算法与表示处理对象的环境混合在一起
5）现有道路CAD系统在道路勘测设计中的应用还只局限在整个道路设计过程中的某些方面，还没有开发出一套功能完善的道路设计CAD软件
4.图形软件主要功能
1）基本实体的输入输出处理功能
2）具有强有力的交互编辑功能
3）接口的通用性
4）具有良好的人机界面性能
5.VF数据库的主要特征
1）面向对象的程序设计方法
2）提供可视化的开发工具
3）增强项目和数据库管理功能
4）支持网络应用
6.Oracle数据库的特点
1）引入了SQL和多线索服务器体系结构
2）提供基于角色（ROLE）分工的安全保密管理
3）支持大量多媒体数据
4）提供了与第三代高级语言的接口软件能在C、C++等主要语言中嵌入SQL语句及过程化（PL/SQL）语句，对数据库中的数据进行操作
5）提供了新的分布式数据库能力
7.VB的特点
1）具有面向对象的可视化编程工具
2）采用“事件驱动”的编程机制
3）提供了易学易用的集成开发环境
4）具有对新技术的强大之处能力
8.VB的建立过程
1）创建应用程序界面
2）设置对象是属性
3）编写代码
9.可行性研究的具体步骤
1）复查CAD系统的规模和目标
2）研究目前正在使用的道路CAD系统
3）导出新系统的高层逻辑模型根据对现有系统的分析研究，逐渐明确新系统的功能处理以及所受的约束，使用建交模型的工具--数据流程图和数据字典来描述数据在系统的流动和处理情况
4）重新定义问题
5）导出和评价选择的方案
6）推荐可行方案
7）编写可行性研究报告
10.需求分析阶段的主要工作
1）确定对系统的综合要求
2）分析系统的数据需求
3）导出系统的逻辑模型
11.对系统的综合要求包括哪些方面？
1）系统功能要求
2）系统性能要求
3）系统运行要求
4）将来可能提出的要求
12.总体设计的主要任务包括
1）建立系统的总体结构实现从功能到模块的转化
2）完成运行设计
3）完成接口设计
4）对数据库进行数据结构设计
13.道路CAD软件的系统的结构模块
1）问题求解模块
2）通信模块
3）信息管理模块
4）控制模块
14.详细设计的内容包括
1）将总体设计中已确定的各个功能模块逐级细化成多级多个子模块，直到再细分就要考虑如何编程而不是考虑功能问题的时候为止
2）对每个程序模块进行内部过程的描述包括输入项算法流程逻辑等
3）确定各模块间的详细接口信息接口设计包括设计的模块与上一级模块的接口设计和调用子程序或函数的接口设计。
15.软件维护活动类型
1）改正性维护：
也就是诊断和改正在使用过程中发现的软件错误
2）适应性维护：
即修改软件以适应环境的变化
3）完善性维护：
即根据用户的要求改进或扩充软件使它更完善
4）预防性维护：
即修改软件为将来的维护活动预先做准备
16.数据处理的方式
1）交互对话输入和数据固化方式
2）数据文件方式
3）数据库方式
17.工程数据库的特点
1）数据的多态性
2）模式的动态修改
3）数据模型的可扩展性
4）数据库的版本管理
18.数据模型类型
1）原始（文件）数据模型
2）传统数据模型（层次、网状和关系）
3）语义数据模型
4）特殊目的（如面向对象、面向应用）的数据模型
19.传统的数据模型缺陷
1）以记录为基础，不能很好地面向对象和应用
2）不能以自然方式表示实体间的联系
3）数据类型少难以满足应用需求
20.工程数据库的数据模型的特征
1）独特的数据定义和数据操作语言
2）该模型必须允许静态和动态的实体种类
3）该模型必须包含一组功能强且灵活的数据结构
4）该模型必须允许有几种描述来表示动态实体
21.对象--关系模型的功能
1）对数据库属性类型的扩充允许数据库表的属性是另一个数据库表，从而导致嵌套数据库表，使数据库系统有能力支持多媒体应用
2）支持数据的封装即允许将数据和对数据进行处理的程序结合起来
3）支持继承的概念，允许用户将数据表按等级进行组织
22.曲线的表示方式
1）显示表示
2）隐式表示
3）参数表示
23.曲线的定义方法
1）设计计算问题
2）插值问题
3）逼近问题
24.曲面的定义表示方法
1）双线性曲面
2）COONS（孔斯）曲面
3）B样曲面
25.编辑功能的主要功能
1）修改已经存在的图形对象的形状大小
2）由已经存在的简单图形创建复杂的图形，它可以大大地缩短图形绘制的时间
3）修改图形的属性
26.AutoCAD编辑命令类型
1）具有修改功能的编辑命令
2）具有创建功能的编辑命令
3）修改对象属性的编辑命令
27.AutoCAD的功能
1）文件管理功能
2）提供丰富的绘图工具
3）编辑功能
4）设置视图
5）插入对象
6）设置绘图环境
7）尺寸标注
8）三维建模功能
9）绘图辅助工具
10）图形参数显示和修改功能
11）图形打印功能
12）提供多种二次开发工具
13）定制绘图工具
28.AutoCAD窗口的主要部分
1）菜单栏
2）标准工具栏
3）图形文件图标
4）对象特征工具栏
5）绘图和修改工具栏
6）绘图区域
7）十字光标
8）用户坐标系图标
9）模型/布局选项卡
10）命令窗口
11）状态栏
29.AutoCAD的绘图方式主要有两种利用基本绘图工具生成新图形和利用已有图形经编辑修改得到新图形，方法一是指用户根据自己的需要利用系统工具实现每一个细节所有的工作由用户自己完成。
方法二是指利用图形模板利用剪贴板在已有图形的基础上结合自己的需要进行图形加工。
30.常用的几种图形绘制工具
1）利用AutoCAD绘图命令绘图
2）利用下拉菜单绘图在AutoCAD的系统菜单栏中提供绘图下拉菜单
3）利用AutoCAD的绘图工具栏绘图
31.启动命令的方法
1）从菜单工具栏状态栏或快捷菜单选择命令
2）在命令提示下输入命令或命令别名然后按ENTER键或SPcebaA键
32.地形图数字化的方法
1）采用跟踪式数字化仪将等高线地形图转换成矢量式的三维数字地形模型
2）采用扫描仪将地形图转换成格栅式（点阵式）模型存入计算机作为设底底图或是另由软件为矢量式模型
33.处理扫描后的图像文件的方法
1）直接采用扫描后的光栅式图像把它作为地图鱼新设计的图形叠加起来称为光栅与图形混合编辑方法，这种方法的好处就是处理简单图形不会失真具有较高的精度。
存在的问题是为获得一定清晰度就需要很大的点阵信息量，处理速度慢，同时所得光栅图像时二维的平面图图上等高线地形无法转换为数字地形模型提供进一步设计所用。
2）将扫描后的光栅图像转换为图形文件称为“矢量式方法”这种方法的优点在于将扫描后大量的二维点阵信息转化成简化的矢量信息。
34.航空摄影测量在道路测设的应用
1）利用航摄像片并配合少量地面控制测量工作为道路勘测设计提供各种像片平面图和大比例尺地形图。
供应选线和纸上定线用
2）利用航片上丰富的地面信息通过立体观察判释和少量实体地调查工作，可以在航测像对构成的立体光学模型上选线并通过航测判释和遥感为设计提供地质水文等有关资料
3）借助于解析摄影测量和正在研究发展阶段的数字摄影测量，直接产生被摄影区域的地形三维坐标数据位道路测设自动化系统提供原始地形数据。
35.道路航测的作业过程阶段
1）准备工作
2）摄影工作
3）外业工作
4）内业工作
36.GPS卫星的基本功能
1）接收和存储由地面监控站发来的导航信息并执行它的控制指令
2）利用微处理机进行部分必要的数据处理工作
3）通过星载高精度的原子钟提供精密的基准
4）向用户发送导航与定位信息
5）通过指令调整卫星的姿态和启动备用卫星
37.实时GPS测量在道路工程中主要体现在哪些方面？
1）工程控制测量
2）制作大比例尺地形图
3）道路中线测设
4）道路纵横断面测量
5）施工测量
38.数字地形模型的组成部分
1）用离散的形式将某一区域系列采样点的信息按照一定的规则存储在计算机中形成一个有限项的向量序列
2）给定某些数学方法拟合地表形态可求得该区域任一平面位置点的高程或推算其他地面特征
3）实用程序块主要完成坐标的转换工作
39.数字地形模型的表示方法
1）数学分块曲面表示法
2）规则格网表示法
3）不规则三角网（TLN）表示法
40.规则的格网系统的缺点
1）地形简单的地区存在大量冗余数据
2）如不改变格网的大小则无法适用于起伏程度不同的地区
3）对于某些特殊计算如视线计算时格网的轴线方向被夸大
4）由于栅格过于粗略不能精确表示地形的关键特征，为了压缩栅格DTM的冗余数据可采用游程编码或四叉树编码方法
41.常见数字地面模型的高程内插方法
1）移动曲面法
2）双线性内插法
3）三角格网内插法
4）分块多项式法
42.内插方法选择主要影响因素
1）建立数模的用途不同，内插方法可不同，移动曲面法逐点内插更适应于随长度延伸的设计数模内插
2）数模原始数据采集格式，按规则网或布点比较均匀的离散点采样适用于曲面拟合类的内插方法；按地形特征点采样构成的随机三角形格网适用三角形内插法对于沿等高线采样特别是各条等高线稀疏不均差别较大时最好采用三角形格网法
3）采样平均密度及对断裂线的处理，采样点平均密度越大内插方法越简单，使用双线性内插法也能保证内插精度考虑对断裂线等特殊地貌的处理是对各种内插方法的共同要求。
43.直线型设计方法与曲线型设计方法的区别：
直线型设计方法操作简单计算模型简单，但当地形和地物较复杂时要做出与此相适应的线形需要反复调整，曲线型设计方法可以较好的适应地形但计算模型较为复杂，使用者不易理解和掌握并依赖于计算机的支持。
44.传统的路线平面设计的一般过程
1）在路线方案确定的情况下由设计者在地形图根据自己的经验初步定出路线的平面位置
2）检查所定路线是否满足规范要求及于地形的适应情况
3）绘制与平面相对应的纵断面地面线图，并设计与之相适应的纵断面
4）参照纵断面图考虑横坡判断是否修改平面如需修改则重复上述过程，直到满意为止。
45.交互式CAD系统的功能
1）系统应能接收和处理不同数据来源的原始资料
2）系统应能进行与平面设计有关的线形特征值计算中线桩号设置于加宽任意桩号的坐标与切线方位角计算
3）系统应具有丰富的人机交互设计与修改功能
4）信息反馈
5）数据管理功能
6）计算结果的输出
46.系统应具有丰富的人机交互设计与修改功能主要包括
1）系统自动进行平曲线组合设计为设计者提供智能导航
2）支持分布式设计
3）自适应修改功能
47.交互式平面CAD系统主要功能模块设计
1）数据管理模块
2）平面计算模块
3）交互修改模块
4）输入输出模块
48.附加
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