铁路线路三维可视化建模研究

发布时间：2017-04-23 17:03

  本文关键词：铁路线路三维可视化建模研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，三维地理信息系统都是GIS领域的一个热门研究方向，三维功能也是GIS中重要的组成部分。三维GIS可以将现实世界以三维立体的方式展现，使得效果更加直观、逼真，给人以“身临其境”的感受；可以通过GIS三维空间分析功能，从现有的地理数据中得到想要的新数据和信息等。 铁路是国家经济建设的大动脉，以数字化的概念为基础，结合地理信息技术、计算机技术和图形学知识，以三维可视化的方式来表达线路场景，建设铁路信息化管理平台是当今铁路行业发展的一个重要方向。本文主要研究内容包括以下几方面： 基于三维GIS的理论和技术，研究了铁路线路沿线三维地形的建模方法。通过比较和分析CAD数据与ArcGIS数据格式的差异性，应用ArcMap软件对AutoCAD下dwg格式的地形等高线数据进行处理，并分别在SketchUp软件和ArcMap软件中建立了三维地形模型。 利用线路中心线设计坐标数据，以AutoCAD二次开发的方式生成了线路空间中心线，配合线路横、纵断面数据，在SketchUp建模软件中构建了铁路线路三维模型；并利用工程物设计参数等数据，建立线路工程物三维模型，完成铁路线路三维场景的建模。建模过程中，依据线路工程物不同特点和建模过程，简化了模型复杂度和建模过程，在一定程度上提高了模型显示效率，缩短了建模周期。 根据采集数据中铁路线路、铁路沿线地形等的坐标位置信息，在SketchUp软件中通过旋转、平移、拉伸等的方法，将地形模型与线路场景模型进行拼合，完成了铁路线路整体三维场景的建模；并在整体建模的基础上，研究了GIS多面体数据模型Multipatch数据存储格式，通过模型格式的转化将SketchUp软件模型转换为Multipatch数据，为后期系统的开发提供了三维场景数据支持。 应用ArcGIS高级组件ArcEngine，以其中SceneControl控件作为三维场景驱动，利用Visual Studio C#开发方式，开发了一个具有场景浏览、信息查询、三维空间分析的GIS应用系统。 本文开发的铁路线路三维可视化系统，提供了一个直观、三维的真实虚拟线路场景，通过程序中漫游、缩放、飞行及查询等功能，可以了解线路全线或细部景观与相关信息；程序的三维空间分析功能为相关管理人员提供一定的空间分析功能，为线路管理部门提供可视化平台，对于铁路信息化建设具有一定的现实意义。
【关键词】：三维GIS SketchUp软件 三维线路场景模型 ArcEngine
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.72;P208
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 研究背景10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外铁路三维可视化的发展10
• 1.2.2 国内铁路三维可视化的发展10-11
• 1.2.3 三维可视化软件和开发平台的现状11-12
• 1.3 课题的研究意义和研究思路12-13
• 1.3.1 课题研究意义12
• 1.3.2 课题研究思路12-13
• 1.4 论文内容13-15
• 1.4.1 论文数据准备13
• 1.4.2 论文研究内容13-15
• 2 地形模型的构建方法15-28
• 2.1 DEM 的概念及分类15-16
• 2.2 几种常见 DEM 的表现模型16-18
• 2.2.1 等高线模型16
• 2.2.2 规则格网（Grid）模型16-17
• 2.2.3 不规则三角网（TIN）模型17-18
• 2.2.4 层次模型18
• 2.3 DEM 数据的获取和建立方法18-20
• 2.3.1 DEM 数据源18-19
• 2.3.2 DEM 的生产实质19
• 2.3.3 DEM 的内插方法19-20
• 2.4 应用等高线数据构建地形模型20-27
• 2.4.1 CAD 数据与 ArcGIS 数据转换20-21
• 2.4.2 ArcGIS 中等高线数据构建地形模型21-24
• 2.4.3 SketchUp 软件介绍24-25
• 2.4.4 SketchUp 中等高线数据建模25-27
• 2.5 小结27-28
• 3 铁路线路三维场景建模28-41
• 3.1 线路建模数据的采集及预处理28-29
• 3.2 线路中心线的自动提取29-33
• 3.2.1 线路设计水平线坐标的计算30-31
• 3.2.2 线路设计纵断面高程的计算31-32
• 3.2.3 编程实现线路中心线的程序及实例32-33
• 3.3 铁路线路场景建模内容分析33-40
• 3.3.1 线路建模34-38
• 3.3.2 线路工程物建模38-40
• 3.4 小结40-41
• 4 线路模型与地形模型的拼合41-50
• 4.1 拼合理论分析41-43
• 4.1.1 二维裁剪41-42
• 4.1.2 三维裁剪42-43
• 4.2 线路模型与地形的拼合43-46
• 4.2.1 铁路建设程序43-44
• 4.2.2 铁路线路整体三维场景建模44-46
• 4.3 模型格式转换46-49
• 4.3.1 Multipatch 数据格式46-48
• 4.3.2 SketchUp 模型格式转换方法48-49
• 4.4 小结49-50
• 5 开发实例50-58
• 5.1 ArcGISEngine 的体系结构50
• 5.2 ArcGISEngine 三维可视化应用系统开发50-52
• 5.2.1 ArcGISEngine 中的控件50-51
• 5.2.2 ArcGISEngine 平台三维可视化开发51-52
• 5.3 铁路线路三维可视化应用程序实例52-57
• 5.3.1 开发平台选择52-53
• 5.3.2 开发框架53
• 5.3.3 功能开发53-57
• 5.4 小结57-58
• 6 结论与展望58-60
• 6.1 结论58-59
• 6.2 展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-63
• 攻读学位期间的研究成果和科研工作63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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3 黄铭;肖明虹;;基于SketchUp和ArcGIS的城市3维建模技术研究[J];测绘与空间地理信息;2012年08期

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  本文关键词：铁路线路三维可视化建模研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：322707