基于OSG的铁路三维实时交互式可视化技术研究

针对现有铁路三维可视化技术的局限性,深入研究了大规模地形建模、铁路建模、地形模型与铁路模型的融合等关键技术问题。基于OSG开发了铁路三维实时交互式可视化平台,该平台可以实现大规模铁路三维场景的快速构建,具有交互式漫游、场景编辑、信息查询等功能,已在成渝城际铁路项目中成功应用。     

基于遥感数据的选线三维地理环境建模方法

遥感技术、数字摄影测量技术可以快速获取选线区域的数字高程模型和影像数据,结合计算机图形学、科学计算可视化快速建立虚拟选线系统的三维真实地理环境,从而在该三维环境中进行选线设计。针对虚拟环境铁路选线系统大规模地形的特点,给出一个与视点相关、视线方向相关、地形起伏幅度相关、格网最小间距相关的连续多分辨率简化网格模型,克服拼接裂缝问题,实现基于四叉树的动态多分辨率三维地形实时显示与漫游。试验结果表明,该方法可以很好地满足虚拟环境选线系统大规模三维地形可视化和实时漫游的要求。     

Global Mapper在新建铁路前期选线中的应用

新建铁路项目前期选线过程中,快速建立研究区域内的DEM尤为重要,而前期方案研究常因缺少矢量化地形图而使项目受阻,GM恰可利用免费的全球SRTM高程数据生成等高线并创建DEM。同时,GM还可以输出研究区域内可视化、真实的三维地形,直观展示出地形变化特点,方便前期方案展示与决策。从创建DEM和三维地形可视化两个方面阐述GM软件在新建铁路项目前期研究中的应用过程,并以实际项目证明软件的应用价值,最后分析其应用过程中存在的问题,指出其发展方向。     

铁路地形建模三维可视化研究

铁路运行工况三维可视化研究是铁路建设的一个重要课题,也是铁路地理信息系统(RGIS)的重要组成部分.建立真实反映地形地貌的三维实体模型是此课题研究的基础.从实际工程背景出发,提出了地形建模的"顶点后处理法",即通过MATLAB与C/C++语言的接口,进行地形表面数据点特定处理,并与OpenGL相结合,建立三维地形模型.实例证明,此方法简单、方便和有效.     

地理坐标系下施工便道三维快速设计技术

研究目的:我国铁路所经之处多为人口稀疏区,既有道路难以满足原材料与废弃物的运输需求,常常依靠施工便道。为解决环境险峻处施工便道难以快速设计优化与直观展示的问题,本文提出一种地理坐标系下施工便道三维快速设计方法。研究结论:(1)地理坐标系与投影坐标系之间的转换关系,为参数计算与三维展示提供了前提;(2)施工便道参数化建模方法分为边坡类型判断、轮廓线获取、模型生成三个步骤;(3)设计成果以三维模型、矢量图形、填挖方量以及局部地形修改数据进行输出,并以图层化管理;(4)实现球面三维场景中施工便道模型一键生成与设计方案科学比选,模型的可编辑性能够对设计成果进行优化,地形填挖数据的局部更新与实时控制可实现地形分析的准确性和地形的快速修改与恢复;(5)在某铁路工程高陡边坡桥墩施工时,本文设计方法可实现施工便道方案比选与快速设计。     

基于数字化技术的铁路路基三维信息模型算量方法研究

路基工程在铁路建设中非常重要，其数量直接影响到铁路建设的投资，因此精确计算路基工程数量非常关键。传统二维设计计算工程数量是根据实测横断面采用平均距离断面法，未有效地根据地形变化对数量进行实时交互计算，导致数量与现场实测值有一定差别，尤其在地形起伏变化较大的丘陵地区差别更为显著。基于数字化技术及多专业协同技术形成的三维设计模型，实现了全方位、多角度查看、构件单元快速识别、构件与地形面数据化交互，从而使设计精度更高，提取的数量相对更精确。以某高速铁路工程为例，详细介绍铁路路基三维信息模型算量方法在铁路正向设计中的应用，将传统二维设计算量与断面法和基于数字化技术的三维信息提取法算量、网格划分法计算土石方数量做了详细对比并得出具体指标值。通过对比分析，总结铁路路基三维信息模型算量的优劣。与传统二维设计算量相比，基于数字化技术的三维信息提取算量方法具有更高的精度、更快的计算速度和更强的交互性，可以在铁路正向设计中发挥重要作用；提出针对不同类型构件、土石方分别采用信息提取法、网格划分法的一整套路基三维信息模型算量方法，大大提高工程算量精度，计算结果更准确。     

三维地形可视化技术在铁路电力设计中的应用

三维地形可视化技术一直是地理信息系统、数字摄影测量、虚拟现实等领域的研究热点.铁路电力线路设计过程中,通过三维地形可视化技术,可以使设计人员对地形有较直观的认识,提高贯通线路设计的效率和质量.根据数字高程模型(DEM)数据,利用VC++6.0和OpenGL作为平台,重点讨论建立地形三维可视化系统的关键技术和实现过程.     

铁路线路三维GIS系统建设研究

将目前三维GIS领域先进成熟的理论和技术应用在铁路信息化系统建设中,提出铁路线路三维GIS系统的数据库设计方案和总体的软件模块体系架构,并以此为指导原则,基于ArcGIS Globe技术,在试点区域建设了铁路线路三维GIS系统.该方法可以完全再现铁路沿线的三维地形细节,在三维可视化环境中实时地对不同数据进行动态的管理和分析.     

BIM地形建模技术在高速铁路测绘中的应用

为了提高铁路测绘过程中的信息化水平和管理效率,利用BIM技术构建三维地表模型,通过各专业间的协同工作,实现对铁路建设项目的全生命周期管理。利用航空摄影测量技术获取高分影像数据,经过空三加密、点云滤波等处理,得到数字高程模型(DEM)和数字正射影像图(DOM)。采用CATIA软件进行地形曲面创建、地表材质铺贴以及地形裁切,为后序设计专业进行铁路BIM模型设计提供三维地形环境;将该技术应用于BIM铁路项目,模拟项目工点区域的真实三维环境,为路基、桥梁、隧道等专业的二维设计提供直观可靠的设计依据;将BIM技术应用于地表模型创建,辅助后序各专业开展设计,通过协同设计实时对设计变更区域进行合理的地形裁切。还可展示土地的使用情况,帮助管理者制定征地拆改方案,进行安全监管,从而提高铁路建设过程中的信息化水平和管理效率。     

数字地面模型三维地形数据制作的关键技术研究

数字地面模型三维地形数据是铁路选线设计中非常重要的基础数据,也是勘测设计一体化的重要组成部分。主要介绍三维地形数据获取的方法、技巧及如何进行成果数据的自动检查。     

长大隧道三维可视化遥感地质解译技术应用

研究目的:向莆铁路长大隧道众多,在地面地质调查中存在地形高差大、地质构造复杂、植被发育、基岩露头少、勘察周期短、大面积地质测绘难等问题,难以快速准确地获取大比例尺区域工程地质信息。研究结论:基于研究多源地质资料信息化集成、三维可视化遥感影像建模和三维可视化遥感解译方法,建立了向莆铁路戴云山—高盖山段的线路、地貌、地质等三维场景,进行地貌特征、断裂构造和不良地质的定量解译。解译成果可有效指导地质调查,减少外业工作量,保证长大隧道大比例尺地质调查精度。     

BIM技术在沪通铁路线路专业的应用

为推动BIM技术在铁路工程设计中的应用、方便铁路行业选线设计人员了解BIM平台进行铁路线路建模,结合上海—南通铁路（简称:沪通铁路）试点项目,详细阐述BIM平台—Bentley PowerCivil的三维地形建模模块、线路选线模块和选线设计流程。建立的三维地形模型和线路三维模型为桥梁、地质、站场等专业建模提供了基础数据。 Bentley PowerCivil平台在沪通铁路试点项目中的成功应用,可为今后基于该平台开展线路BIM设计提供参考。     

Riegl VZ-1000地面三维激光扫描仪在铁路快速地形测绘中的应用

地面激光扫描仪以其高精度、高效率、无接触的优势,在铁路快速地形测绘中得到广泛应用。介绍基于Riegl VZ-1000地面激光扫描仪的外业采集流程和内业数据处理流程,将山西某铁路的地形图核补项目作为实验对象,按照内外业的操作流程,完成地形的快速测绘工作。     

基于高分辨率影像和大比例地形图快速创建三维模型的方法研究

三维数据的制作在模型方法和软件方面存在一定的限制,利用二维数据快速创建三维地形场景,一直是三维GIS面临的挑战。以SketchUp三维建模软件为基础,在大比例地形图上叠加影像数据生成三维模型,获取影像完整的纹理信息,快速生成逼真的三维场景模型,并探讨其中的技术方法和流程。试验表明,该方法可快速得到纹理、色泽均较为满意的三维地形场景。     

城市轨道交通三维城市景观快速建模方法研究

城市景观是轨道交通三维地理环境的重要组成部分。基于Google Earth软件批量获取城市空间坐标数据和数字正射影像图,实现城市三维地形重建。利用CityPlan建模软件快速建立多种样式建筑物模型,通过数据库实现对建筑物模型空间信息的有效管理。采用skyline软件的二次开发技术,将城市三维地形和各种建筑物三维模型统一集成,实现了用于城市轨道交通线路设计的三维城市景观的快速建立。     

基于等高线特征的三维地形造型技术研究与应用

讨论基于矢量化的等高线生成数字高度图(Digital Elevation Map)的方法,并在此基础上进行三维建模,实现等高线的三维可视化,本文以线性内插为基础,采取了简化的基于等高线特性的内插方法,并提出一种等高线的快速搜索方法.该算法通过软件实现,已在铁路电力架空线路辅助设计系统平台上进行试验,实验结果证明,该算法可以大幅度提高三维地形造型速度,提高工程设计人员设计效率.     

面向铁路行业三维场景快速构建一体化技术研究

研究目的:三维GIS技术已在数字城市等领域取得成功应用,铁路行业对其应用需求也日益强烈,相关科研工作也取得了一定的突破,但仍未实现广泛和成功的应用,其主要原因之一是:如何快速、精确构建面向铁路行业呈长距离带状分布的精细三维场景,为其提供一个开展三维应用的数据支撑平台.研究结论:(1)提出了一套面向铁路行业的三维场景快速构建一体化技术;(2)研发了一套三维GIS平台和一系列软件工具;(3)通过在中老铁路三维设计工作中的成功应用,验证了技术体系的可行性,为铁路行业三维GIS应用探索了一条可供选择的解决方案.     

复杂山区铁路宜昌万州线综合选线设计

宜万铁路东起鸦宜铁路花艳站,西止达万铁路万州站,是铁路进出川渝地区的东通道之一,也是沪汉蓉快速铁路客运通道的重要组成部分。沪汉蓉快速铁路客运通道途经川、渝、鄂、皖、苏、沪6省市,联接长江上、中、下游,是横跨我国东中西部的重要铁路通道。铁路位于鄂西渝东山区,地形非常困难,地质异常复杂。针对路网规划、宜万铁路功能定位、地形地质条件、环水保要求、地方经济发展和施工运营安全等特点,对铁路接轨点、线路走向、复杂地质地段等线路方案的选择进行研究分析,提出复杂山区铁路线路选择的思路和方法,为类似工程项目选线提供参考。     

Google Earth数据精度分析及在铁路选线设计中的应用

铁路建设在可研阶段常存在资料收集困难、纸质地图陈旧、线路方案比选缺乏直观性等问题,通过对Google Earth免费提供的卫星影像和三维地形数据进行正确性、可靠性及精度的分析比较,以确定Google Earth资源应用于铁路选线设计的可行性、有效性及具体范围,从而有效地解决当前铁路选线设计中存在的问题。充分利用Google Earth资源,可帮助设计人员实现二维选线向三维选线转变,大大提高了铁路设计效率和设计铁路的综合指标,有着广泛的应用前景。     

数字铁路系统中三维可视化的研究

在不同的发展时期,铁路的信息化的目标是不同的,而在当前我国铁路大规模建设的浪潮中,实现数字铁路是铁路现代化建设的重要目标之一。就数字铁路中多尺度、多数据源、多分辨率、无缝的海量空间数据的三维可视化方面做了深入研究,通过LOD模型解决大范围海量地形数据与实时渲染的矛盾问题。