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数字地面模型(简称数模)技术在道路设计中已得到了越来越广的应用，特别是近年来，其应用已呈普及之势，成为广大道路工程技术人员的有力工具。
本文研究了现有数字地面模型的特点及其在道路设计领域中的应用，分析了现有数字地面模型在道路设计中的不足，主要体现在：(1)现有数模仅表达原地面的高低起伏；(2)现有数模对道路设计所提供的信息比较单一，主要是原地面高程，对地面以下的信息不能或不予表达；(3)现有数模三维表达的层次不够。为此，本文提出了多地层数字地面模型的概念，旨在弥补目前使用的数字地面模型在道路设计中存在的不足。
本文研究了数字地面模型的构网技术，比较了各种算法的特点，采用了高效的分治算法的构网方法。针对Delaunay三角网的特点以及道路和土层地基的分层的特点建立了多地层数字地面模型的数学表达模型，及其数据的组织结构，结合关系数据库，借鉴GIS系统的数据管理方法，采用了文件管理与商用关系数据库相结合的数据管理方式。并使用VisualC++和OIbjectARX在AutoCAD环境下实现了多地层数字地面模型的软件开发。
本文着重研究了多地层数字地面模型在道路领域中的应用，主要实现了快速有效的进行地质资料的查询和断面的剖切，断面法土方分类计算，基于多地层数字地面模型的场地平整的土方计算以及三维道路土方的分类计算等，充分发挥了多地层数字地面模型的优势，弥补了传统数字地面模型对于地质信息表达不足的缺点。
通过算例，证明了多地层数字地面模型应用的正确性和可行性。多地层数字地面模型技术为道路设计向三维化、“精细化”的优化设计目标打下了基础。