Χάραξη οδού στον χώρο με χρήση καμπυλών ελεύθερης μορφής NURBS (Non-Uniform Rational Basis Spline)

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας αποτελεί η χάραξη οδών απευθείας στον χώρο, με χρήση των αριθμητικά προσδιοριζόμενων καμπυλών ελεύθερης μορφής NURBS (Non-Uniform Rational Basis Spline). Προκειμένου να διερευνηθεί η καταλληλότητα χρήσης των καμπυλών NURBS στην οδοποιία, αναπτύχθηκε μια μέθοδος ανάλυσής τους και υλοποιήθηκε μια εφαρμογή σε περιβάλλον ηλεκτρονικού υπολογιστή, για τη σχεδίαση οδικών τμημάτων τα οποία περιγράφονται από αυτές. Τα βασικά πλεονεκτήματα που παρουσιάζει ο σχεδιασμός οδών με χρήση αυτών των καμπυλών είναι η ενιαία αναπαράσταση των οδικών αξόνων από μία μόνο τρισδιάστατη μορφή, ο αποτελεσματικότερος έλεγχος της ποιότητας της χάραξης και η αποδοτικότερη αξιοποίηση των δεδομένων της χάραξης από άλλες σύγχρονες εφαρμογές. Τα βασικά μειονεκτήματα είναι η αδυναμία άμεσου ελέγχου της μορφής της οδού και η προβληματική υψομετρική διαμόρφωσή της. Για τη διατύπωση ασφαλέστερων συμπερασμάτων, απαιτείται η διεξαγωγή περαιτέρω έρευνας, κυρίως με την εισαγωγή του ανθρώπινου παράγοντα.

The objective of this Diploma Thesis is road design directly in space, using NURBS (Non-Uniform Rational Basis Spline) freeform curves, which are numerically determined. In order to investigate the suitability of NURBS curves in road designing, a method for analysing them has been developed and a software application for designing road segments described by them has been created. The main advantages offered by designing roads using these curves are the unified representation of road axes, by a single three-dimensional form, the effective control of the alignment’s quality and the more efficient use of their data by other modern applications. The main disadvantages are the lack of direct control over the form of the road and the problematic altitudinal configuration. Further investigation is required to come to safer conclusions, mainly by introducing the human factor.