城軌線路三維可視化設計基礎理論和方法.pdf

1、在城市軌道交通建設迅速發(fā)展的大背景下，城市軌道交通線路設計面臨著極其繁重的任務。由于城市軌道交通線路多處于城市中心區(qū)，地上建筑物和地下構筑物情況復雜，潛在沖突多，傳統(tǒng)的二維設計環(huán)境不易直觀地發(fā)現(xiàn)各種潛在沖突，設計效率低，容易造成設計缺陷，已難以滿足城市軌道交通線路設計工作的需求。因此，建立一個能夠滿足復雜城市環(huán)境下軌道交通選線要求的三維地理環(huán)境，實現(xiàn)在三維環(huán)境中進行線路方案設計與決策，提高設計效率和設計質(zhì)量、減少沖突成為城市軌道交通線路

2、設計研究領域亟待解決的課題。基于這一思想，本文以“城軌線路三維可視化設計基礎理論和方法”為主題，對其中的所涉及的理論方法和關鍵技術進行了研究，從建模方法和算法方面提出了一整套方法并予以實現(xiàn)。主要研究內(nèi)容及研究結果如下:
　　(1)實現(xiàn)了基于Google Earth的空間地形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、建筑物高度等數(shù)據(jù)的自動、快速和批量提取方法。提出了基于Google Earth和硬件GPU技術的城市場景快速三維建模方法，滿足城市軌道交通線路三

3、維設計的要求。
　　(2)針對大量管線類地下結構物的特點，提出了任意多邊形斷面沿著管線中心線縱向分段插值延伸的統(tǒng)一建模方法，使地下線狀結構物建模統(tǒng)一和快速。算法能夠?qū)A形、非圓形斷面的管狀實體建模，具有較好的通用性。
　　(3)基于參數(shù)化方法、GIS技術、透明融合技術、單元模型方法、三維圖形庫建模的混合建模方法，實現(xiàn)了城市軌道線路高架橋梁、地下隧道、路基、車站的快速、多樣性景觀為一體的三維快速建模方法。算法對公路、鐵路等其他

4、線路的三維建模也具有較好的參考價值。
　　(4)實現(xiàn)了地下水位分層三維建模和基于GTP體元的三維地質(zhì)體建模集成的建模方法，建立了滿足城軌道交通線路設計要求的三維帶狀地質(zhì)模型。
　　(5)基于三維場景中的空間交互查詢技術、三維跟蹤球算法，直接在三維環(huán)境中生成線路中心線三維模型。建立了三維空間沖突實時判斷方法，通過三維交互技術、實現(xiàn)在三維場景直接拖動三維線路中心線模型，達到動態(tài)可視化線位調(diào)整和沖突判斷的智能提示，建立了一套可行的