虚拟现实技术(VR)作为当今科技发展的新热点,是以计算机技术和一系列传感辅助设施为依托,在计算机上生成一个逼真的虚拟地理环境,使人产生身临其境的感觉。随着三维可视化应用的发展,地形与地物的仿真模拟已经成为虚拟地理环境的重要内容。公路作为典型的线状地物,在现有的三维空间数据可视化系统中,对线状公路的表达往往采用映射真实地表的二维纹理的方式,可视化效果较差,不符合人们对于真实公路的认知。数字高程模型自提出以来在各领域都取得广泛的应用,尤其在道路设计方面,在公路平面线形大体位置确定的情况下,可通过DEM内插出公路的纵、横断面的地形数据信息,而不必进行野外的实地测量,一定程度上提高了公路设计的效率。本文以DEM数据为下垫面数据,以已建成的公路的矢量中心线为公路的平面线形数据,以各级公路的设计、施工规范为语义约束规则,在满足相关规范约束的条件下,建立多种纵断面路线方案。在此基础上,依据公路横断面各特征点之间的数学关系还原出不同路线方案公路横断面三维数据。最后,以公路横断面特征点的高程中误差值及填挖方总量为分析对象,探讨DEM分辨率及不同变坡点组合对公路三维模型的影响,确定相对最优路线方案。本文的研究内容主要包括以下几个方面:1)实验公路语义知识规则的确定根据实验公路的等级、类型以及地形条件,查阅《公路路基设计规范(JTG D30-2004)》、《公路路线设计规范(JTGD20-2006)》等公路设计、施工系列规范与标准,确定实验公路的语义知识规则信息。其中,纵断面规则信息包括:最大、最小纵坡坡长,最大、最小纵坡坡度,竖曲线(凹、凸)半径等知识规则;横断面规则信息包括:路基宽度、中间带宽度、路肩(硬路肩、土路肩)宽度、车道数、车道宽度、路拱等知识规则。2)多种路线方案的生成根据所选实验路段的总里程长度,依据纵断面语义知识约束规则,确定公路纵断面可能的线形方案;依据公路的横断面特征点之间的数学关系,完成不同DEM分辨率、不同纵断面方案下公路横断面数据生成,实现多种路线方案下公路三维模型的模拟。3)相对最优路线方案的比选以高程中误差及填挖方总量最小为判断依据,对比分析不同DEM分辨率与不同变坡点组合下路线方案实验结果。实验表明,DEM分辨率对模型结果影响显著,且纵断面变坡点的选择与公路设计中的相关要求相吻合,说明公路三维重建模型的公路路线设计过程中具有一定的可行性。