【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及航空航天，具體為一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、機場凈空分析是機場建設(shè)及運行全過程中需要考慮的重要問題之一，主要包括機場前期階段凈空條件分析、機場建設(shè)期凈空處理工程量計算、機場運行期凈空維護等。機場前期階段場址的凈空條件關(guān)系到場址的合理性，機場建設(shè)期凈空處理工程量(土方量)的大小則直接關(guān)系到機場建設(shè)成本。在實際工作中，設(shè)計人員容易遇到如下難題：一是凈空處理范圍與凈空處理量一般通過設(shè)計人員根據(jù)場址地形情況估算確定，估算結(jié)果準確性較低，影響機場凈空條件及建設(shè)方案優(yōu)劣的判斷；二是凈空處理方案比選時，每次需單獨規(guī)劃坡度方案、推算限制面限高，工作量較大；三是現(xiàn)有機場凈空障礙物數(shù)量較多時，凈空評估需逐個計算、復核，工作量大且出錯概率高；四是前期階段凈空圖繪制，標高頻繁調(diào)整，容易出現(xiàn)標高錯誤。
2、已有
技術(shù)介紹
主要包括：
3、(1)民用機場凈空安全評價方法
4、民用機場凈空安全評價是機場選址、建設(shè)、運行等全過程中的重要研究問題。為解決這個問題，國內(nèi)外提出的安全評價方法主要圍繞通過建立障礙物限制面生成和單體障礙物評估對民用機場凈空安全性進行評價。障礙物限制面生成方法的關(guān)鍵思路是根據(jù)國際民航組織相關(guān)規(guī)范，建立各個面(如起飛爬升面、進近面、內(nèi)水平面、錐形面等)的數(shù)學模型；單體障礙物評估方法的關(guān)鍵思路是根據(jù)國際民航組織相關(guān)規(guī)范，首先確定每個單體障礙物與障礙物限制面的空間位置關(guān)系，其次計算每個單體障礙物處的障礙物限制面限高，然后計算單體障礙物是否超出障礙物限制面與超高值，最后根
5、上述方法缺點是只根據(jù)障礙物限制面的障礙物超高評估的結(jié)果對機場凈空安全進行評價，無法通過凈空處理工程量等關(guān)鍵信息的評估實現(xiàn)機場凈空條件及建設(shè)方案優(yōu)劣的全面綜合分析。
6、(2)基于地理信息和三維建模平臺的障礙物限制面繪制方法
7、三維建模仿真技術(shù)近年來被廣泛應用與民用機場凈空安全評價過程，只要解決三維障礙物限制面的繪制問題。首先參數(shù)化障礙物限制面的面方程，其次將各個面方程進行三維數(shù)字化，然后設(shè)置障礙物限制面的經(jīng)緯度坐標和朝向，最后基于地理信息(如arcgis等)和三維建模平臺(autocad等)完成障礙物限制面的三維繪制。
8、上述方法缺點是只關(guān)注障礙物限制面的三維數(shù)字化，不包括基于該三維數(shù)字化建模后的機場凈空分析。
9、因此針對上述缺陷和不足，本專利技術(shù)提出了一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法及系統(tǒng)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法及系統(tǒng)，解決了機場凈空分析中凈空處理量估算不準確、評估工作量大且易出錯、凈空圖繪制標高錯誤的問題。
2、為實現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法，包括以下步驟：
3、s1.原地形圖數(shù)據(jù)加載：讀取和處理數(shù)字地形數(shù)據(jù)以構(gòu)建三維地形模型；
4、s2.凈空限制面自動生成：根據(jù)規(guī)范參數(shù)自動生成并顯示凈空限制面；
5、s3.凈空限制面批量障礙物自動評估：自動評估障礙物與凈空限制面的相對位置關(guān)系并確定超高情況；
6、s4.單/多跑道凈空圖自動生成：自動生成并顯示單/多跑道的凈空剖面圖和平面圖；
7、s5.土石方計算：基于四面體填挖方算法計算并顯示超高土石方體積和邊界。
8、優(yōu)選的，所述s1步驟具體包括以下步驟：
9、s1.1、讀取數(shù)字地形數(shù)據(jù)文件中的所有等高線和高程點信息；
10、s1.2、對等高線進行等間距采樣，得到等高線上的高程點集合；
11、s1.3、基于delaunay三角化算法構(gòu)建高程點集合的三角網(wǎng)格；
12、s1.4、將網(wǎng)格中所有三角形垂直投影到同一水平面，構(gòu)建四面體集合，得到數(shù)字地形圖柵格化結(jié)果；
13、s1.5、自定義柵格化參數(shù)集合，包括是否包含等高線、高程點、圖層信息、采樣間隔、最大最小高程范圍；
14、s1.6、對數(shù)字地形圖進行柵格化，并提取任意點的高程數(shù)值顯示。
15、優(yōu)選的，所述s2步驟具體包括以下步驟：
16、s2.1、根據(jù)民航行業(yè)規(guī)范設(shè)置凈空限制面的面參數(shù)；
17、s2.2、在cad中確定兩側(cè)跑道端位置；
18、s2.3、基于單跑道凈空限制面計算模型，計算各限制面的邊界點與邊界線；
19、s2.4、在cad中顯示計算結(jié)果；
20、s2.5、可設(shè)置的凈空限制面參數(shù)包括跑道類型、跑道基準代碼、跑道兩端標高、跑道名稱、內(nèi)水平面參數(shù)、錐形面參數(shù)、進近面參數(shù)。
21、優(yōu)選的，所述s3步驟具體包括以下步驟：
22、s3.1、讀取單體障礙物數(shù)據(jù)文件，并根據(jù)障礙物坐標數(shù)據(jù)在cad中顯示；
23、s3.2、基于點與多邊形的相對幾何關(guān)系判斷算法，獲得單體障礙物與凈空限制面的相對位置關(guān)系；
24、s3.3、計算凈空限制面內(nèi)部單體障礙物位置處的凈空限制面面高度；
25、s3.4、比較障礙物高度與對應位置的凈空限制面面高度，獲得單體障礙物超高情況及超高值。
26、優(yōu)選的，所述s4步驟具體包括以下步驟：
27、s4.1、在cad中確定已繪制的凈空限制面；
28、s4.2、計算并顯示沿跑道縱向的凈空剖面圖；
29、s4.3、計算并顯示垂直跑道方向的凈空剖面圖；
30、s4.4、計算并顯示俯視凈空平面圖；
31、s4.5、根據(jù)出圖規(guī)范，自動標注凈空圖中的高程信息、長度信息、設(shè)計說明等，并以定制化排版格式進行一鍵出圖顯示；
32、s4,6、系統(tǒng)自動處理單跑道和多跑道情況，多跑道情況基于平行多跑道凈空限制面融合算法進行處理。
33、優(yōu)選的，所述s5步驟具體包括以下步驟：
34、s5.1、根據(jù)數(shù)字地形圖柵格化結(jié)果及繪制出的凈空限制面，基于四面體填挖方精確計算算法，完成超高土石方的計算；
35、s5.2、基于凸包生成算法，生成超高土石方零線；
36、s5.3、對超高土石方體積與零線計算結(jié)果進行圖文顯示。
37、一種面向民用機場設(shè)計的凈空管理系統(tǒng)，包括：
38、原地形圖數(shù)據(jù)加載模塊，其用于讀取和處理包含等高線和高程點的數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)，構(gòu)建并顯示三維地形模型；
39、凈空限制面自動生成模塊，其用于根據(jù)民航行業(yè)規(guī)范的凈空限制面參數(shù)，自動生成并顯示凈空限制面；
40、凈空限制面批量障礙物自動評估模塊，其用于自動讀取并顯示障礙物數(shù)據(jù)，評估單體障礙物與凈空限制面的相對位置關(guān)系；
41、單/多跑道凈空圖自動生成模塊，其用于根據(jù)已生成的凈空限制面，自動生成和顯示單跑道或多跑道的凈空剖面圖和俯視平面圖，并對凈空圖中的高程信息、長度信息進行本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法，其特征在于，所述S1步驟具體包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法，其特征在于，所述S2步驟具體包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法，其特征在于，所述S3步驟具體包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法，其特征在于，所述S4步驟具體包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法，其特征在于，所述S5步驟具體包括以下步驟：
7.一種面向民用機場設(shè)計的凈空管理系統(tǒng)，其特征在于，配合上述權(quán)利要求1-6任一項所述的一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法使用，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種面向民用機場設(shè)計的凈空管理系統(tǒng)，其特征在于，所述原地形圖數(shù)據(jù)加載模塊包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種面向民用機場設(shè)計的凈空管理系統(tǒng)，其特征在于，
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種面向民用機場設(shè)計的凈空管理系統(tǒng)，其特征在于，所述單/多跑道凈空圖自動生成模塊包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法，其特征在于，所述s1步驟具體包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法，其特征在于，所述s2步驟具體包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法，其特征在于，所述s3步驟具體包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向民用機場設(shè)計的凈空分析方法，其特征在于，所述s4步驟具體包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蘇樂，翟文鵬，
申請(專利權(quán))人：中國民航大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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