CAD复习资料(含答案)自考

第一部分

一、填空题

1、在优化技术中，人们评价设计方案“优”的标准称为目标函数，参与设计而可以变化的量称为决策变量，设计时应遵守的各种条件称为约束条件。

2、公路CAD系统由硬件系统和软件系统组成。P9

3、中线设计是道路平面设计的核心问题。

4、纵断面设计进行方案检查包括技术规范检查、平纵组合检查、横断面检查和控制点检查。P101

二、不定向选择题（自考是单选）

1、下列设备属于输出设备的有( CE )。

A.鼠标

B.数码机

C.显示器

D.键盘

E.绘图机

2、地表面模型的表现形态有( CDE )。

A.一维模型

B.二维模型

C.多维模型

D.三角形模型

E.网格模型

3、纵断面设计中需要输入的数据主要有( ACE )。

A.纵断面地面线数据

B.方位角数据

C.设计纵断面数据

D.横断面地面线数据

E.控制点数据

4、平面设计分为实地定线和纸上定线主要是由于( BD )。

A.平面线型类型不同

B.测设阶段不同

C.道路等级不同

D.数据采集方法不同

E.定线内容不同

5、数据采集的方法有( ABCDE )。

A.电子板测绘系统

B.遥感方法

C.全站仪测量

D.地图形的数字化

E.GPS测量

6、下列关于纵断面工程量估算模块的说法正确有( C )。

A.路桥考虑超高

B.考虑边沟工程量

C.边坡考虑单坡

D.路幅考虑加宽

E.考虑路槽工程量

7、地理信息系统GIS的组成有( ABCDE )。

A.硬件系统

B.空间数据

C.管理人员

D.软件系统

E.属性数据

8、基于基本元素的设计方法中，基本元素是指( AB )。

A.直线

B.圆曲线

C.缓和曲线

D.导线

E.平曲线

9、下面关于全球定位系统的说法，正确的是( ABD )。

A.利用电磁波的时间和速度判断距离

B.利用电磁波的波长与相位判断距离

C.绝对定位法的精度较相对定位法高

D.相对定位法的精度较绝对定位法高

E.两种定位法都能满足工程测量需要

10、下面关于地形图数字化得说法，正确的是( BC )。

A.可以利用数字化仪进行地形图数字化

B.可以利用数字化仪进行地形图矢量化

C.可以利用扫描仪进行地形图数字化

D.可以利用扫描仪进行地形图矢量化

E.不能利用扫描仪进行地形图矢量化

三、名词解释

1、导线法：首先确定一系列由直线组成的折线作为道路中线的导线(通过“以点定线，以线交点”的原则确定)，然后对每个转折点(交点)敷设合适的平曲线，构成完整的道路中心线。

2、计算机辅助设计：是一种技术，一般是指人应用计算机系统，将计算机快速、准确地处理信息的特点与人的创造思维能力及推理能力巧妙的结合起来，协助工程技术人员完成设计过程中各阶段的工作。

四、简答题

1、简述平面线性CAD设计系统的结构组成？P87

答：1、数据输入与维护：导线、交点、曲线数据；2、数模技术：各种平曲线；3、中线设计：主要部分；4、进出口和雨水口设计(限城市道路)；5、超高、加宽设计：计算、分析；6、成果输出：表格、图纸。

2、简述道路纵断面设计需要准备哪些数据？P100

答：（1）设计规范数据。主要有最大坡度、最大纵坡、坡长限制等数据，可采用工程数据库统一管理，由纵断面CAD系统相关模块随时调用。（2）纵断面地面线数据。获取方式通常有三种，一是按照传统方式通过野外实测得到；二是在初步设计采用纸上定线时，在大比例尺地形图上根据绘出的路中线，从图上读取中桩的地面高程；三是在数字地面模型的支持下，在平面设计完毕，自动内插产生。（3）控制点数据。可以是在野外测设中确定，或者在平面设计过程中根据地形地物数据确定，也可以是在纵断面设计过程中确定。（4）纵断面设计数据。是在交互设计过程中产生的，同时又应该允许用户通过数据文件导入。

3、简述基本曲线的平面设计方法？曲线法

答：首先在需要设置弯道的地方根据地形的要求（约束条件）布设一系列圆曲线（直线被看作半径等于无穷大的曲线），然后在这些圆曲线之间用回旋曲线或直线连接，构成完整的道路中心线。

五、论述

老师口述举例的题

用人机交互原理来阐述平面设计原理。P86（先答人机交互原理，再答平面设计原理，再自己组织些语言，此题答案只是老师大概讲了哈的，不一定正确哈）答：人机交互设计：是指人与计算机之间的信息交换，人与计算机一方面通过人机分工明确并完成各自的任务，另一方面又通过人机互相传递信息，共同协调工作，最终完成预定的任务。平面设计原理：（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、中线桩号设置与加宽计算、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。在进行上述各种运算的过程中，系统能根据需要显示各种中间结果，包括图形与数据显示。（5）数据管理功能。（6）计算结果的输出。

六、绘图分析题

用铅笔绘图：要求有坐标系，刻度，画图工具作图(意思是说有圆要用圆规

滴，有横要笔直滴)，大小严格位置正确。

根据下面的绘图过程绘图

命令：_line指定第一点：100，100

指定下一点或[放弃（u）]：@0，6

指定下一点或[放弃（u）]：@12，0

指定下一点或[闭合（c）放弃（u）]：@0，-6

指定下一点或[闭合（c）放弃（u）]：回车

命令：_arc指定圆弧的起点或[圆心（c）]：100，100

指定圆弧的第二个点或[圆心（c）/端点（E）]：e

指定圆弧的端点：112，100

指定圆弧的圆心或[角度（A）/方向（D）/半径（R）]：r

指定圆弧的半径：-20（负大圆弧正小圆弧）

第二部分

考试要点:

1、CAD：即Computer Aided Design，是计算机辅助设计的简称，是一种技术，一般是指人应用计算机系统，将计算机迅速、准确地处理信息的特点与人的创造思维能力及推理能力巧妙结合起来，协助工程人技术人员完成设计过程中各阶段的工作。

2、CG：计算机图形学，即Computer Graphics，是研究通过计算机将数据转换成为图形，并在显示设备上显示的原理、方法和技术的科学。其研究的内容有：硬件，图形软件开发，图形处理等。

3、CAE：计算机辅助工程，即Computer Aided Engineering，简称CAE，它是将计算机应用于工程规划、设计、管理等各个领域的统称。

4、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术，目标是摆脱繁重的手工绘图。

5、CAD技术的发展：（1）技术形成阶段，研究开始于20世纪50年代，为设计者提供人机对话的工作方式，实现人机之间的信息交换。（2）发展阶段，70年代获得飞跃发展应用主要是二维交互绘图，三维几何造型等。（3）提高阶段，80年代至90年代中期，几何建模方面取得众多研究成果。（4）成熟阶段，90年代中期至今，以面向对象的数据库为核心，采用面向对象的编程语言，系统的兼容性、稳定性、交互性有很大提高。

6、道路CAD技术的发展：P2

答：国外：（1）20世纪60年代，将计算机运用于公路工程。（2）20世纪70年代，数字地面模型开始应用，逐步发展为实用阶段。（3）20世纪80年代，系统的开发环境由小型机或工作站向微机过渡，并以微机为主。（4）20世纪90年代，国外若干优秀的道路CAD软件，有向国际化方向发展的趋势，数据采集也采用了许多新技术和新设备。国内：（1）初级阶段：20世纪70年代，单纯的数值计算

阶段。（2）中级阶段，20世纪80年代，计算、制表、绘图一体化阶段。（3）高级阶段中初级阶段，20世纪90年代后，计算机辅助设计阶段。

7、坐标的四种表示方法：按照坐标值参考点的不同，可以分为绝对坐标（x,y）和相对坐标(@x,y)；按照坐标轴的不同，可以分为绝对极坐标（x

8、数字高程模型：Digital Elevation Model简称DEM，是用某一区域内一群地面点的平面坐标和高程的数值来描述地表形状。它实际上是个不完善的数字地形模型。

9、数字地形模型：Digital Terrain Model简称DTM，是用离散量模拟地表形态与地表有关的各种信息（包括地形、地物、土壤地质、植物覆盖等）的一种方法，它实际上是一个地理信息系统的子系统。<必考>

10、数字表面模型：Digital Surface Model简称DSM，是用某一区域内地表覆盖物（如森林、水库、房屋等）的平面坐标和高程的数值来描述地表形状。

11、GIS：地理信息系统 (GIS, Geographic Information System) 是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。

12、RS：遥感（Remote Sensing）顾名思义，就是遥远感知事物，是根据地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波特性的不同，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。

13、GPS：全球定位系统(Global Positioning System 简称GPS)是全球性的卫星定位和导航系统，它能向全世界任何地方的用户观测站提供连续的、实时的位置（即三维坐标），速度、和时间等信息。目前，我们所说的GPS是美国80年代开发使用的卫星定位系统。

14、数据采集的方法有哪些：传统测量方法；现代地面速测；利用已有的图形数字化；航空摄影测量和遥感方法；GPS测量

15、纵断面设计模块中的数据有哪些？P100

答：（1）设计规范数据。主要有最大坡度、最大纵坡、坡长限制等数据，可采用工程数据库统一管理，由纵断面CAD系统相关模块随时调用。（2）纵断面地面线数据。获取方式通常有三种，一是按照传统方式通过野外实测得到；二是在初步设计采用纸上定线时，在大比例尺地形图上根据绘出的路中线，从图上读取中桩的地面高程；三是在数字地面模型的支持下，在平面设计完毕，自动内插产生。（3）控制点数据。可以是在野外测设中确定，或者在平面设计过程中根据地形地物数据确定，也可以是在纵断面设计过程中确定。（4）纵断面设计数据。是在交互设计过程中产生的，同时又应该允许用户通过数据文件导入。

16、纵断面设计系统中计算模块要计算哪些内容？P100

答：纵断面计算模块负责两类计算工作：（1）纵断面设计高程计算模块，这是纵断面设计系统中的核心模块，负责计算各桩号的设计高程和设计填高、挖深。（2）工程数量估算模块。在纵断面设计阶段，横断面尚未设计，因此，精确的土石方工程量无法求得，但对纵断面方案优劣的评价中，土石方工程量又是一个很重要的指标。因此，在纵断面设计中，可以对土石方数量计算进行简化，利用实际横断面地面线，得到指定范围内的估算工程量。

17、矢量图：矢量模式中，关于点、线和多边形的信息被编码并以x、y坐标形式储存。一个点特征的定位，可以被一个单一的x、y坐标所描述；线特征，可以被存储于一系列的点坐标；多边形特征，可以被存储于一个闭合循环的坐标系。矢量模式非常有利于描述一些离散特征。例如，ACAD软件绘制的图形就是矢量图；有时称图形。

18、格栅图：栅格模式中，单位格栅（象元）是构成图的基本要素，通过其格栅单元以行和列来表示。例如，扫描仪输入的地图或照片都是格栅图；有时称图像（Image）。

19、怎么区分矢量图和格栅图？

答：矢量图形使用函数来记录图形中的颜色，尺寸等属性。图形的任何放大和缩小，都不会使图像失真和降低品质，也不会对文件的大小有影响。矢量图形永远表现清晰的轮廓。栅格图图像是很多的彩色网格来拼成一幅图像的，每个网格称为一个像素，像素都有特定的位置和颜色值。如果位图图像放大后会发现有马赛克一样的一个个像素。

20、CARD的意思是什么P3

答：CARD是德国IB&T有限公司推出的，包括测量、道路、铁道、排水4个子系统的复杂系统，特别适用于道路的勘测与设计，对于铁道、排水以及建筑景观规划、水利工程、矿山工程等各种土木工程也能有效地使用。

21、MOSS系统P3

答：MOSS系统是英国MOSS系统有限公司开发出的大型三维道路路线设计计算机辅助设计分析软件，已在欧美一些发达国家的道路、铁路设计中广泛使用，使这些国家的道路、铁路设计完全摆脱了图板，实现了无纸化设计。

22、航测成图的方法有哪些？ P75

答：（1）综合法，是航空摄影测量和普通地面测量相结合测图方法。（2）分工法，是分别由纠正仪获得平面像片，然后使用立体量测仪解求地面点的高程，再用投影转绘仪纠正投影误差。（3）全能法，是采用多倍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量测地面点的平面位置和高程，并绘制出地形等高线来。（4）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，这种仪器由一台具有实时反馈系统的立体坐标量测仪、电子计算机、数控绘图仪、电子显示终端和外围设备、控制台面板以及软件系统等组成，它除了可用于测绘地形外，还可以用于室内加密控制点和自动形成数字地形模型，直

接供道路路线计算机辅助设计用。（5）全数字化法，是在解析法的基础上发展起来的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法，无需人眼进行观测，便可以得到被测区域的地表三维数据。

23、解析法 P75

答：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，这种仪器由一台具有实时反馈系统的立体坐标量测仪、电子计算机、数控绘图仪、电子显示终端和外围设备、控制台面板以及软件系统等组成，它除了可用于测绘地形外，还可以用于室内加密控制点和自动形成数字地形模型，直接供道路路线计算机辅助设计用。

24、HintCAD的主要作用的是什么？P170

答：维地道路CAD软件(HintCAD软件)由中交第一公路勘察设计研究院1996年研发成功的公路设计软件，具有路线、互通式立体交叉、隧道、挡土墙、土石方调配、虚拟仿真等设计模块。

25、导线法：首先确定一系列由直线组成的折线作为道路中线的导线（通过“以点定线，以线交点”的原则确定），然后对每个转折点（交点）敷设合适的平曲线，构成完整的道路中心线。

26、曲线法：首先在需要设置弯道的地方根据地形的要求（约束条件）布设一系列圆曲线（直线被看作半径等于无穷大的曲线），然后在这些圆曲线之间用回旋曲线或直线连接，构成完整的道路中心线。

27、线元法：首先确定一系列基本元素段,设计路中线的最后位置和形式根据这些基本元素来确定,这里的基本元素指的是直线和圆曲线，缓和曲线不作为独立的基本元素,而只是圆曲线的附属部分。

28、CAD技术的内容包括哪些：图形处理技术；数据处理和数据交换技术；工程分析技术；文档处理技术；软件设计技术

29、全球定位系统的组成是什么？

答：（1）空间卫星：由24颗GPS工作卫星所组成，其中21颗为可用于导航的卫星，3颗为活动的备用卫星，24颗卫星在距离地面2万余公里的轨道运行，分布在6个近似圆形的轨道上，保证任何地方、任何时刻、都能接收到至少4颗卫星发射的信号。（2）地面控制站：主控站位于美国科罗拉多洲，负责监控GPS的工作情况。若干个注入站，主要任务是跟踪所有可视卫星、控制和预报飞行轨道。（3）用户接收站：安置专用接收机，包括：接收设备、天线、微处理器、输入输出设备等，专门进行观测和记录若干个卫星发布的信息，通过专业软件计算并获得所需要的测绘数据。

30、横断面的自动设计的内容和思路分别是什么？P112+课件

答：内容：正确判断断面形式，选择合适的横断面模板。路幅设计：包括分段、过渡；边坡设计：填方、挖方；路槽设计：扣减路槽工程数量；路肩等结构物设

计；边沟设计：挖方、填方边沟、截水沟、排水沟；土石成分分析、土石方量计算；绘图、排版。思路：鉴于横断面设计的特点，目前开发的路线软件系统都采用自动设计与人机交互修改相结合的方法来处理。设计时，首先让系统根据标准横断面自动进行“戴帽子”，一些特殊横断面由用户进行逐个修改得到。

31、CAD软件的开发周期怎么划分？

答：第一阶段，准备与立项时期：问题提出、可行性研究和需求分析；第二阶段，开发时期：总体设计、详细设计、编码和测试；第三阶段，运行和维护时期。

32、软件开发的详细设计阶段主要做什么？

主要是确定系统应该怎样具体的来实现，经过这个阶段的设计工作，得出对目标系统的精确描述。在设计工作中，采用结构化程序设计方法，其优点是：自顶向下逐步求精；先全局后局部、先整体后细节的开发过程，有清晰的层次结构。

33、软件的运行和维护阶段主要做什么？P23

答：（1）改正性维护：诊断和改正软件在使用过程中发现的错误；（2）适应性维护：修改软件以适应环境的变化；（3）完善性维护:根据用户需求改进或扩充软件，使之更加完善；（4）预防性维护：为将来的维护活动预先做准备。

34、软件的维护活动主要有哪些类型？P23

答：（1）改正性维护：诊断和改正软件在使用过程中发现的错误；（2）适应性维护：修改软件以适应环境的变化；（3）完善性维护:根据用户需求改进或扩充软件，使之更加完善；（4）预防性维护：为将来的维护活动预先做准备。

35、数字地面模型的表示方法有哪些？P79～80

答：（1）数学分块曲面表示法，这种方法把地面分成若干个块，每块用一种数学函数，以连续的三维函数高平滑地表示复杂曲面，并使函数曲面通过离散采样点。（2）规则格网表示法，是把DTM表示成高程矩阵。（3）不规则三角网(TIN)表示法，是专为产生DTM数据而设计的一种采样表示系统。

36、挡土墙的计算机辅助设计系统包括哪些模块？P145～147

答：（1）数据管理模块，此模块包括数据的输入、输出及数据文件的建立三个子模块。（2）计算模块，是档土墙设计中的核心部分（3）图形显示模块，应能显示挡土墙墙趾处纵断面地面线、挡土墙横断面、路线平、纵断面等图形。4、绘图模块，通过它能绘制出符合工程要求的施工图纸，包括档土墙的立面、平面布置图，挡土墙横断面详图，以及工程数量表和附注说明等。

37、输入设备

答：输入设备就是向计算机输入数据和信息的设备。是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。键盘，鼠标，摄像头，扫描仪，光笔，手写输入板，游戏杆，语音输入装置等都属于输入设备。输入设备（InputDevice）是人或外部与计算机进行交互的一种装置，用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。计算机能够接

收各种各样的数据，既可以是数值型的数据，也可以是各种非数值型的数据，如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机中，进行存储、处理和输出。

38、实时动态测量：

答：实时动态测量（RTK），即Real Time Kinematics：实现了实时定位的要求,它可以直接用于地形测绘。RTK技术将GPS接收机技术和移动的无线通讯技术结合在一起，使测绘人员能自如地携带天线在接收站附近移动并随时停止下来收集目标点的位置数据。RTK测量技术的精度可达：1km优于2mm！是GPS定位技术的一个里程碑，对公路中线测量和地形碎部测量运用广阔。

39、条分法P115

条分梯形法的基本设计思想是在路基填、挖范围内，过设计线各转折点分别向地面线作垂线求交点，并过地面线各个折点向设计线分别作垂线求交点，这些垂线将整个断面划分为若干个梯形或三角形。

40、平均断面法 P115

设相邻断面的填方面积为A T1和A T2挖方面积分别为A W1和A W2，两断面桩距为L，则两桩号之间的填、挖方数量分别为：V T=（A T1+A T2）L/2，V W=（A W1+A W2）L/2，式中：V T，V W——分别表示两桩号之间的填、挖方体积。

41、维地路面设计系统有哪些模块？

答：包括路线、互通式立体交叉、隧道、挡土墙、土石方调配、虚拟仿真等设计模块。

42、维地路面设计系统主要功能有哪些

答：（1）路线辅助设计；（2）互通式立体交叉辅助设计；（3）数字地面模型；（4）软件提供了平面交叉口设计功能；（5）软件提供了多种实用的路线辅助设计工具；（6）数据录入和修改工具；（7）输出成果

43、简述平面设计系统的人机交互修改功能？P86

答：（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，设计者可以根据路线所经地带的特殊情况，任意选择设计顺序。（3）自适应修改功能，即被修改实体（曲线、直线）在修改过程中，与相关联的实体（曲线、直线）也能按照新的约束条件自动修改。

44、路线横断面设计CAD系统的功能需求分析有些哪些？P107

答：（1）完善的横断面设计策略。横断面CAD系统自动设计模块应具有完善的横断面设计策略，使自动设计的结果最大程度地符合自然条件和设计者的要求，并把所有填挖等数据按照设计者的习惯显示出来，同时自动提示视距不足和其他违反规范要求之处。（2）高效的人机交互手段与修改手段。横断面人机交互设计、修改不应只是一笔一画的设计、修改，也不应该是纯几何意义上的设计、修改，而应是基于模块属性意义上的修改，这样才能结合设计规范、设计标准图或通用图完成设计。（3）设计图表输出。横断面设计图的绘制包括绘图和标注两

个部分。

45、CAD纵断面设计模块的结构组成有哪些：P100

答：（1）数据管理模块（2）纵断面计算模块（3）设计方案检查模块（4）纵断面交互设计与修改模块

46、纵断面设计系统的方案检查模块要检查什么？P100

答：（1）技术规范检查:包括平均纵坡、合成坡度等。（2）平纵组合检查:设计者可根据一般设计原则判断平、纵面线组合的优劣。（3）横断面检查:判断横断面上是否有设计高程不合适或设计线无法和地面相关的情况。（4）控制点检查:当设计违反控制点约束时，系统应能给出提示。

47、横断面设计系统中怎么理解完善的横断面设计策略：为系统的自动设计模块所调用，使程序自动设计的结果能最大程度上满足自然条件和设计常规，从而减少人机交互修改的工作量。

48、人机交互设计：所谓人机交互设计是指人与计算机之间的信息交换，人与计算机一方面通过人机分工明确并完成各自的任务，另一方面又通过人机互相传递信息，共同协调工作，最终完成预定的任务。

49、平面计算机辅助设计时的系统的功能需求分析是什么？P86

答：（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、中线桩号设置与加宽计算、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。在进行上述各种运算的过程中，系统能根据需要显示各种中间结果，包括图形与数据显示。（5）数据管理功能。（6）计算结果的输出。

重要cad命令（前9个考的几率大）

Circle圆

Array阵列

Offset偏移

Pline多段线

Line直线

Fillet修圆角

Mirror镜像

Move移动

Scale缩放

Trim修剪、Extend延伸、Rotate旋转、Donut圆环、Arc圆弧、Divide平分、Align对齐、Measure定距等分、Mtext多行文字、Bhatch图案填充