卫星影像大场景立体模型精度控制方法研究

卫星影像大场景立体模型作为一种新型数字测绘产品,能够提供一个大范围、可量测、连续无缝的真三维立体环境,相较于传统三维模型优势明显。大场景立体模型制作过程中工序较多,需对关键环节进行精度控制,才能有效保证最终成果的质量。以某铁路测区为例,先利用高精度的卫星遥感影像空三信息生成初始的分辨地模数据,作为立体引导基准地形参考,然后通过仿真视差原理引入人工视差,在立体重叠区域内制作无缝立体像对模型,最终实现高分辨率航天卫星大场景制作技术与高精度量测方法。针对影像匀光匀色、DEM生产与编辑、拼接线编辑3个关键环节提出可行性方案,并将其影响程度量化,实现卫星影像大场景立体模型制作的标准化。结果表明,使用WorldView卫星影像制作的大场景立体模型数学精度较高,定向点的平面、高程坐标最大残差为1.81 m和0.95 m,在各级地形下均满足相应规范要求,且视觉效果良好,具有广泛的适用性。     

大场景立体模型建立及量测方法研究

研究目的:可量测的三维立体模型提供了新型的地学表达工具,对道路选线及工程设计都具有重要意义。但传统的立体模型为单个像对模型,且坐标计算过程复杂,限制了其生产应用。近年提出的数字正射立体影像制作方法突破了单个像对立体模型限制,但精确坐标计算过程依然繁琐。为了在保证精度的前提下简化计算方法,加速大场景立体模型的应用,本文提出一套新的模型制作和量测方法。研究结论:经实验证明本方法建立的大场景立体模型,具有较好的视觉效果,计算方法简单且易于实现,具有较高平面及高程测量精度,达到数字摄影测量工作站同等比例尺测图水平;具有广泛的适用性,易于应用于道路选线及工程设计中,可直接在三维环境下进行设计工作。     

铁路大场景立体影像模型制作关键技术及应用

研究目的:大场景立体影像模型是由正射影像和立体辅助影像构成的无缝立体影像模型,传统模型制作方法工作量大、作业效率低下,限制了生产应用。本文根据大场景立体影像模型制作原理,优化作业模式,从航摄影像匀色、数字高程模型生产及影像拼接线编辑生产等大场景立体影像模型制作关键技术上提出可行的方案,实现大场景立体影像模型的高效快速制作,以满足生产应用需求。研究结论:(1)大场景立体影像模型可提供一个连续无缝的真三维立体环境,通过该模型可进行三维立体显示、量测、设计、分析和数据采集;(2)试验出一套快速便捷的制作大场景立体影像模型的工作方法及流程,系统总结了大场景立体影像模型在铁路勘察设计各个专业的应用情况;(3)大场景立体影像模型可作为一个新的数字测绘产品,对推动铁路勘察设计信息化、智能化发展具有重要的意义,不仅在铁路行业能够发挥巨大的价值,同样适用于公路、水利、电力、城市规划等工程领域。     

适应高速铁路场景的新型基扩展信道估计模型

时变信道估计是高速铁路无线通信系统的关键技术,通常利用基扩展模型来逼近时变信道并简化估计参数。经实践表明,现有基扩展模型并不能够满足高速铁路场景中信道估计精度的要求。因此,本文研究了高速铁路场景下快时变信道的信道估计方法,提出一种新型基扩展模型。与现有基扩展模型对比,新型基扩展模型通过挖掘历史测量数据,有效地利用了高速铁路在不同时刻经过同一地点的信道之间具有相关性的特点。基于Jakes模型和高架桥场景中的实测数据,对新型基扩展模型的信道估计性能进行仿真,验证了新型基扩展模型对时变信道的估计更为准确,能够较好应用到高速铁路场景中。     

一种基于航空影像的高精度可量测无缝正射影像立体模型生成方法及应用

在传统摄影测量基于像片对的立体模型的基础上 ,提出了在多航带、多个模型构成的一个连续测区范围内 ,基于无缝镶嵌的数字正射影像和立体辅助影像 (Stereomate)构建一个可量测无缝立体正射影像对的思想。该模型是经过几何纠正的 ,能够立体再现摄影时的地形和地物信息 ,具有没有上下视差、方便使用、有地理参考和可量测的特性。该模型可以方便的与GIS系统集成 ,用户可以利用该模型进行三维地形、地物量测、公路、铁路设计和像片解译 ,可以对数据采集过程中未采集的地表三维目标 ,如房屋、树木、地质断裂等均可由用户自行采集 ,并且可直接进入GIS数据库。同时它也提供了一种快捷、真实地再现大范围的三维地形和地物景观模型的实用方法。经过理论和实验分析表明 ,在构成可量测无缝正射影像立体模型的正射影像分辨率和原始像片分辨率近似相同的情况下 ,它的量测精度可以达到用原始像片构成立体模型的立体量测精度。立体观测和影像匹配十分简单 ,可由非摄影测量专业背景的广大用户直接在计算机上完成。本文对可量测无缝正射影像立体模型的生成原理、方法和量测精度进行详细分析 ,并给出了相应的实验结果     

铁路工程设计BIM技术的差异化与解决方案

研究目的:单体建筑的BIM技术及其应用已趋于成熟,但铁路工程BIM技术的开发与应用整体上尚处于起步和探索阶段。目前业主的需求越来越迫切和广泛,铁路工程设计BIM技术的开发与应用已迫在眉睫。通过建立基于BIM技术带状的铁路工程真实场景模型协同设计平台,实现各专业在同一个全线真实三维场景模型下的协同设计,使工程技术人员对各种工程信息作出正确的理解和高效的应对,从而提高生产效率、节约成本和缩短工期。研究结论:(1)带状大范围工程设计三维真实感场景技术的研究成功,开辟了一个全新的铁路工程设计应用BIM技术途径;(2)利用航空遥感影像数据和地形数据,由计算机生成与现场一致的三维真实场景模型;将各专业的工程三维模型按照里程坐标集成在一个带状连续的三维真实场景中,即可实现铁路工程BIM方式下的协同设计;(3)本文提出的铁路工程设计BIM技术开发与应用的解决方案,对铁道工程设计单位开展BIM工作具有一定的借鉴意义。     

Ⅱ型混凝土轨枕专用量具的研制及使用方法

Ⅱ型混凝土轨枕专用量具，属于非标量具，包括孔距测量器、孔斜测量器、厚度测量尺及坡度测量尺（含塞尺）。目前国内Ⅱ型枕专用量具为各厂自己加工制作，设计不合理，制造精度低，规格不统一。有些轨枕厂甚至没有专用量具，无法按TB2190对轨枕外形尺寸进行质量控制。该文详细介绍了Ⅱ型混凝土轨枕专用量具的设计原理、读数方法与尺寸传递。它解决了测量中关键性的定位问题，经试用和鉴定，该套专用量具具有操作简便，就位正确，测量准确的特点。它统一了各轨枕厂的测量尺度，使其检测的数据具有可比性，推动了轨枕检验标准化的工作，为正确评估轨枕产品质量提供了手段。     

铁路装备制造应用快速制模技术及其标准化的思考

简单扼要地叙述了快速制模技术，试图从模具制作新技术应用这个视角出发，对如何推进快速制模技术在国内铁路装备生产企业的应用进行了分析，论述了快速制模技术对加速铁路装备国产化进程的作用，并提出了如何与标准化手段相结合来提高企业生产效率、产品质量和市场竞争力的建议。     

后方交会方法及其精度评定

基于 3个已知点的后方交会 ,推导了测角、测边后方交会的近似精度评定公式及顾及起算数据误差时的严密精度评定公式 ,并对边角同测后方交会用间接平差方法进行了严密的平差计算与精度评定 ;通过观测实验分别对测角、测边、边角同测后方交会的精度及坐标进行了比较分析。     

EGM2008重力场模型在GPS高程拟合中的应用分析

简要介绍了最新的超高阶地球重力场模型EGM2008,该模型的阶次完全至2159,空间分辨率约为5′(～9km).结合现今高速铁路客运专线精测网建设情况,利用客运专线精测网测设的二,三等水准观测结果和CPⅠ、CPⅡ GPS测量数据,采用高程拟合方法对三种模型的精度进行了统计,并进行对比分析,结果表明:利用EGM2008模型进行GPS高程拟合,其拟合精度明显优于360阶的EGM96以及EIGEN-CG01C模型.     

基于Simulink和VRML的铁道车辆运行可视化仿真

铁道车辆在铁轨上的运动是一个复杂的运动学过程.对铁道车辆在轨道上的运行特点和运动仿真方案进行分析,确定车辆模型基本运动控制数据的生成流程.采用三维CAD建模和VRML建模语言,建立铁道车辆和运行场景的可视化仿真模型,利用Simulink实现铁道车辆模型的运动控制与仿真.在开发的铁道车辆运行可视化仿真平台上实现较为逼真的运行可视化仿真.     

虚拟现实技术在机车模拟驾驶训练系统的应用

文章利用3DsMAX和VRP实现了HXD3D型电力机车三维建模和机车驾驶的虚拟场景,介绍了机车模拟驾驶训练系统开发的基本过程。本系统通过对机车驾驶操作流程的仿真,为受训司机提供了一个具有高度真实感的驾驶过程。     

基于MSC与UPPAAL的区域控制器切换场景建模与验证

区域控制器(Zone Controller,ZC)边界切换场景是城市轨道交通列车控制系统的重要场景,切换过程中移交ZC、接管ZC和车载子系统之间要进行频繁的信息交互,因而对其安全性和实时性有更严苛的要求。根据ZC子系统特点,将MSC半形式化方法作为切入点,结合时间自动机理论,建立ZC切换场景的MSC模型和时间自动机网络模型,用于ZC切换场景功能和受限活性的安全验证。结果表明:ZC边界切换控制功能满足系统安全性和受限活性的规范要求。因此此种建模验证方法是可行的,可以将其应用于列控系统其他场景的建模与验证过程中。     

厦门轨道交通建设数字化转型实践与思考

数字化转型是轨道交通建设降本、提质、增效的重要手段。通过深入分析传统轨道交通行业在生产经营过程中存在的突出问题,从厦门轨道建设发展集团有限公司的数字化转型实践出发,阐述厦门地铁在建设过程中的总体流程和数字化实践过程。厦门地铁建设探索传统工程建设与数字技术有机结合的可行性和创新性,制定以建设数字底座、开展数据治理、建设智慧地铁和完善企业管理的实施路径。同时,厦门地铁在信息模型、智能乘客服务、智能运输组织、流量经济等方面开展数字化转型建设的初步尝试,不仅促进企业管理模式的变革和智慧场景应用的进步,而且为企业和轨道交通行业的高质量、可持续发展奠定良好的数字化基础。     

基于分形技术的铁路选线虚拟环境三维动态建模方法

运用分形技术实现虚拟选线环境中的三维动态建模。所建模型能在铁路选线虚拟环境仿真系统中模拟地面、背景天空、树木等的三维图像。与传统的静态建模方法相比,这种建模方式不仅具有较高的真实性和多样性,而且对整个三维场景的运动速度影响非常小。运用分形技术进行动态建模的方法能够取得很好的视觉效果,所建模型不但能够满足铁路三维动态建模的要求,还可以应用到其它三维场景中。     

Timed RAISE方法在列控系统等级转换场景中的应用研究

高速铁路列车运行控制系统是一个复杂的实时性系统,结合其实际特点,将域方法作为系统描述的切入。通过对模型检验和定理证明两种验证方法的分析比较,提出使用基于定理证明的时间化工业软件工程的严格方法Timed RAISE形式化方法对等级转换(CTCS-2级至CTCS-3级)场景进行描述,并对其场景交互一致性和实时性进行验证,结果表明该场景不会出现场景交互一致性错误,也不会违反时间的约束。     

基于WebGIS的铁路线路三维场景构建

文章基于WebGIS技术,研究了铁路线路三维场景构建方法并将其应用于工程实践中。利用数字高程模型（DEM,Digital Elevation Model）与高分辨率遥感影像构建了铁路线路三维带状地理环境;对铁路工程要素模型进行参数化建模,并将建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）与三维地理环境场景进行交互定位;基于ArcGIS Online平台,实现某条铁路线路三维场景的发布、在线浏览、空间分析等功能的应用。     

列车运行仿真中地形视景的生成

地形实景模型的生成对于提高视景仿真的周边场景真实度具有重要影响.其关键技术包含获高程数据,建立三角化地形模型和地形贴图等.本文利用Multigen Creator作为处理平台,以上海磁悬浮铁路作为仿真对象,对建立线路周边地形模型的各个环节进行详细的对比,提出优化方案,较好地提升了线路周边地形模型的精度和仿真度.     

区间测试评估平台的三维交互虚拟场景子系统软件设计

区间信号系统测试评估平台是对铁路区间自动闭塞信号系统进行可靠性、安全性测试及评估的平台。三维交互的虚拟场景子系统是铁路区间信号系统测试平台的一个子系统 ,它为该平台提供了一个虚拟的现场环境。场景子系统划分为 3个子模块 :底层部分、三维模型库、铁路区间仿真部分。底层部分的设计应用了一种支持三维图形重用的动态链接库 (DLL)层次设计方法 ,从而使系统的结构更为合理。基于OpenGL的DLL能提供显示三维图形所必需的各种必要条件 ;能对三维模型库中的基本三维模型进行读取 ,并在OpenGL中重现等。场景子系统的设计中 ,描述了实体的运动层次链接关系和数据结构 ,并实现了三维虚拟场景的建模和铁路区间自动闭塞的仿真。     

城市轨道交通站台门参数化三维建模软件开发与应用

随着城市轨道交通飞速发展,站台门得到广泛运用,其设计工作量以及业主对站台门BIM(建筑信息模型)设计需求与日俱增。为了提高设计质量与效率,研究站台门系统结构组成、安装设计工艺与模型特征参数,利用遍历命名技术与基于模型特征化的三维设计技术,开发了站台门参数化三维建模软件。实现了站台门参数化建模和自动装配,提供了可视化模型,并在5 min内响应设计方案,为站台门BIM设计打下基础。