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基于三维大场景的铁路数字勘察与设计优化技术研究及应用

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铁道标准设计 2023年第10期67卷 1-7,14页

作者：杨文东张银虎刘强明杰郑伦英黄新文吕东李伟张顺顺中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055 高速铁路建造技术国家工程研究中心长沙410075

结合铁路设计人员对三维大场景应用需求不断提升,以及铁路三维GIS技术研究及三维可视化平台开发在勘察设计多专业综合应用方面尚存在不足的现状,开展了基于三维大场景的铁路数字勘察与设计优化技术研究,提出了不同阶段铁路三维大场景的... 详细信息

结合铁路设计人员对三维大场景应用需求不断提升,以及铁路三维GIS技术研究及三维可视化平台开发在勘察设计多专业综合应用方面尚存在不足的现状,开展了基于三维大场景的铁路数字勘察与设计优化技术研究,提出了不同阶段铁路三维大场景的制作方法,构建了铁路勘察设计数据库并开发了后台数据管理系统,研发了大场景铁路线路设计优化与决策系统(简称“大场景平台”),实现了铁路三维大场景网络化构建、多源数据管理以及三维虚拟踏勘、专业调查、线路优化、专业设计验证、成果展示等应用功能。经过铁路工程项目实际应用,大场景平台能够满足铁路勘察设计人员室内开展三维数字勘察与设计优化的应用需求,可明显提高铁路勘察设计作业效率及数字化技术水平,并为设计成果数字化交付打下了良好基础。

关键词：铁路工程三维大场景三维GIS 勘察设计应用平台

基于三维大场景的铁路线路方案优化技术研究及应用

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铁道标准设计 2023年第10期67卷 15-19页

作者：宿志平明杰宣承吾中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

随着正射影像采集、无人机倾斜摄影、点云激光扫描等技术的发展,在GIS平台中构建三维场景的方法日趋成熟,现有的数字化选线软件多为图形、数据分离的二维设计软件,在GIS平台下开发的具备符合线路设计业务且勘察设计流程的软件较为欠缺,... 详细信息

随着正射影像采集、无人机倾斜摄影、点云激光扫描等技术的发展,在GIS平台中构建三维场景的方法日趋成熟,现有的数字化选线软件多为图形、数据分离的二维设计软件,在GIS平台下开发的具备符合线路设计业务且勘察设计流程的软件较为欠缺,因此,从统筹规划、数据筛选和利用服务进行铁路选线的角度出发,开发GIS平台下的人机交互线路方案优化功能势在必行。将目前三维GIS领域的新技术应用于系统开发中,结合铁路选线的常规调整优化作业流程,提出基于GIS三维大场景中的线路方案优化流程、三维单一及二、三维组合场景下的线路方案优化方法。通过集成线路表达参数、平面交点、断链、纵断面等线路走向控制数据,对优化区域内的线路方案进行空间变换及同步调整,为线路设计提供更加直观、全面的环境信息,以及与之契合的线路空间实体。在铁路大场景系统中开发线路方案优化模块,通过对2.3 km线路方案进行功能应用,验证了本文所提方法的科学性和实用性。

关键词：铁路选线地理信息系统三维大场景倾斜摄影线路方案优化

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海洋三维大场景快速再现技术研究

海洋三维大场景快速再现技术研究

作者：王笑石上海海洋大学

学位级别：硕士

许多专家学者已经开发了基于GIS的三维原型系统，这些系统已经应用于海洋资源管理、数字海洋等许多领域，并且一些三维可视化模块已经开始在传统的GIS软件中出现，但由于其三维模块都是在设计后期加入的，整合程度不佳。加上GIS软件中... 详细信息

许多专家学者已经开发了基于GIS的三维原型系统，这些系统已经应用于海洋资源管理、数字海洋等许多领域，并且一些三维可视化模块已经开始在传统的GIS软件中出现，但由于其三维模块都是在设计后期加入的，整合程度不佳。加上GIS软件中的三维表现主要针对地形，对于海洋灾害，比如近岸海域激流怪潮潮位演进表现手法欠缺，无法逼真地再现灾害过程的演进。同时，对于海洋灾害数据的快速处理方法依然匮乏，传统的处理方法多为灾害发生后，对历史灾害数据进行分析挖掘。由于海洋灾害发生的多变性以及数据多源多维性等特征，即使是同一区域的海洋灾害，因为新的灾害发生时的许多不确定性，让对历史数据的分析挖掘产生的结果对于新灾害的辅助决策效果变得十分有限。再者，目前3D展示还存在问题：平台新，工作量大，准确度不高，在BS低带宽环境实现三维展示加载时间长，不能实现包括WEB、PC、手机、平版电脑等多平台展示。针对这些问题，本文对怪潮水位变化规律的直观模拟进行了优化，构建三维可视化虚拟场景，针对海洋灾害数据，按照时间序列批次进行快速处理，利用Skyline查询的多目标最优结果筛选的特性，在每一批次数据中都筛选出区域中灾害严重的观测点和灾害非严重的观测点，叠加到区域地图上，即使灾害还在发生中，并未结束，也能够根据已采集到得灾害数据，对灾害区域中灾害严重区和灾害非严重区进行划分，对灾害区域人员撤离路径的快速制定起到重要作用，把灾害造成的人员财产损失降到最低。本文在第五章给出海洋大场景再现系统的实例，并将优化技术运用于海量地形可视化以及海潮流场动态可视化，并将灾害区域划分策略应用于本实例中的海洋属性数据，筛选出每时间批次的灾害严重点集以及灾害非严重点集叠加在同一张图中，并用截图显示其效果，随着时间的推移，两个点集的稀疏分布程度越明显，对灾害区域划分辅助效果越好。本系统采用Unity3d作为大场景模拟平台，此平台能够编译成不同平台的应用程序，包括Web、安卓、ios等平台均能兼容，较好的实现了海洋三维大场景再现整个处理流程，直观逼真的模拟灾害发生演进过程，通过可视化两类点集，对于辅助救灾防灾策略的及时制定起到了十分明显的作用。

关键词：海洋数据三维大场景灾害区域划分 Skyline查询辅助决策系统

基于空天地多源数据的铁路三维大场景构建与应用系统

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铁路计算机应用 2022年第7期31卷 19-24页

作者：张银虎郑伦英刘强中铁工程设计咨询集团有限公司航测遥感研究院北京100055

针对常规平面地形图二维场景存在的缺乏立体感、不直观的问题,提出基于多源空间数据的铁路三维大场景构建方案、铁路三维大场景构建技术流程及数据格式标准化、数据预处理、数据轻量化处理和数据组织管理方法。同时,设计研发了铁路三维... 详细信息

针对常规平面地形图二维场景存在的缺乏立体感、不直观的问题,提出基于多源空间数据的铁路三维大场景构建方案、铁路三维大场景构建技术流程及数据格式标准化、数据预处理、数据轻量化处理和数据组织管理方法。同时,设计研发了铁路三维大场景应用系统,阐述了系统研发目标、总体架构和系统功能。实践证明,所设计的系统可以为铁路设计人员提供一个更加直观、全面、真实的三维空间设计环境,能够满足铁路工程线路三维虚拟踏勘、专业设计验证和方案三维展示分析等勘察设计工作需要,提升铁路勘察设计数字化、智能化水平。

关键词：多源数据铁路三维大场景勘察设计应用系统

三维“大场景”遥感技术在西康高铁地质勘察中的应用

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铁道标准设计 2019年第5期63卷 60-65页

作者：肖述文中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

包家山越岭段地形地质条件复杂、岩石软硬不均、不良地质和断裂构造发育,为西康高铁地质选线带来较大的困难。为提高勘察效率和质量,根据区域地质资料、三维大场景遥感影像特征及野外调查,建立工作区地质构造解译标志,对其地质构造、地... 详细信息

包家山越岭段地形地质条件复杂、岩石软硬不均、不良地质和断裂构造发育,为西康高铁地质选线带来较大的困难。为提高勘察效率和质量,根据区域地质资料、三维大场景遥感影像特征及野外调查,建立工作区地质构造解译标志,对其地质构造、地层岩性及不良地质体进行遥感判释。综合三维大场景立体遥感技术和野外调查手段,建立岩类基本的遥感影像解译标志,以便对岩性进行综合判释;调查验证测区的地质构造及不良地质体的分布状态及规模,分析滑坡等不良地质现象的分布、规模及其特征。取得了较高精度的遥感地质解译信息,判释准确率较高,为铁路选线方案提供重要依据。

关键词：三维大场景遥感技术高速铁路地质勘察地质构造解译