基于TIN的铁路沿线地形分幅虚拟改造
发布时间：2022-07-15 18:28
数字高程模型是构建虚拟地理场景的基础。在构建包含铁路、公路等基础设施的虚拟场景时,数字高程模型应包括工程建设对地形的改造,包括填方、挖方等。为了能够在三维虚拟场景中逼真地展示铁路修建对地形的影响,以及构建完整的包含路基、边坡、隧道、桥梁的虚拟铁路场景,需要在选线工作结束以后或在交互式选线设计中对设计线路沿线的虚拟地形进行改造,以让技术人员直观地了解设计线路对其周边环境影响的程度、了解土方施工种类与施工规模,有助于铁路建设的成本控制等。由于栅格地形数据无法精确表示地形特征,利用栅格DEM（数字高程模型）建立铁路沿线地形模型无法精确表示路基边界等铁路特征线,原本平滑的路基边界会产生锯齿,这也导致地物模型与地形无法较好地匹配。因此,铁路沿线地形模型的构建与改造宜采用不规则三角网（TIN）模型。故而,本文采用TIN模型作为铁路沿线地形建模与虚拟改造的模型。本文在已有研究的基础上,提出了基于TIN的铁路沿线地形分幅改造的思路和方法,旨在为提高铁路沿线大范围地形虚拟改造的实时性提供分幅并行处理的解决办法。本文基于ArcGIS实现了上述方法。该实现利用ArcGIS中TIN数据模型的带分界线约束条件的...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 研究现状总结
1.3 研究内容
1.4 论文组织
第2章 单幅地形数据改造算法
2.1 不规则三角网地形表示与编辑
2.1.1 不规则三角网地形表示
2.1.2 不规则三角网的编辑
2.2 单幅地形数据改造算法描述
2.2.1 单幅地形数据改造流程
2.2.2 铁路线路离散化
2.2.3 铁路沿线改造方式的判断
2.2.4 路堑或路堤边界特征点求解
2.2.5 桥墩边界特征点求解
2.2.6 隧道边界特征点求解
2.3 特征点嵌入与地形重构
2.5 算法结果与实验分析
2.6 本章小结
第3章 地形数据分幅改造
3.1 铁路沿线连续地形数据改造中的分幅问题
3.1.1 判断点位所在的图幅
3.1.2 某段铁路改造方式由分幅地形数据导致改造方式的变动
3.1.3 改造区域的图幅判断
3.2 分幅地形数据的地形改造算法设计
3.2.1 分幅数据情况下的地形数据改造方式判断
3.2.2 分幅数据情况下的边界特征点求取算法设计
3.2.3 分幅数据情况下的边界特征点计算
3.3 分幅数据的情况下对原始地形的改造
3.3.1 分幅数据情况下的改造区域特征面
3.3.2 分幅数据情况下的地形编辑
3.4 本章小结
第4章 实验软件的开发
4.1 开发平台
4.2 功能开发
4.2.1 加载数据
4.2.2 铁路线路数据离散化
4.2.3 判断离散点或迭代点所处的地形数据并求该处的实际高程
4.2.4 对改造特征面进行裁剪
4.2.5 分幅地形数据情况下对原始地形的编辑
4.3 程序运行展示
4.4 本章小结
第5章 分幅地形改造实验及结果分析
5.1 数据预处理
5.1.1 线路数据预处理
5.1.2 地形数据预处理
5.2 地形数据的分幅
5.3 分幅地形数据情况下的改造结果
5.3.1 分幅地形数据下边界特征点的求解
5.3.2 分幅地形数据下边界特征面的求解
5.3.3 编辑原始地形与改造区域地形结果
5.4 实验结果分析
5.5 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]不规则三角网法在土方量计算工程的应用[J]. 刘夫晓. 山东冶金. 2018(04)
[2]铁路BIM应用三维线路场景构建研究[J]. 夏宇,谭衢霖,蔡小培,秦晓春. 铁路计算机应用. 2018(07)
[3]基于GIS的不良地质三维建模及线路优化设计研究[J]. 袁锋,韩峰,康峰. 铁道标准设计. 2018(04)
[4]机载LiDAR支持下的铁路地目二三维一体化管理系统[J]. 卢小平,陈曦东,武永斌,李国清,钱小龙. 测绘通报. 2015(08)
[5]面向高速铁路的三维模型数据库管理与建模服务[J]. 张恒,朱军,徐柱,胡亚,尹灵芝,刘铭崴. 计算机应用研究. 2015(09)
[6]基于三维空间场景的铁路选线技术研究[J]. 李桂芳. 铁道标准设计. 2012(10)
[7]二三维一体化在Skyline与SuperMap6R中的实现对比[J]. 陈鹏,林鸿,张鹏程,吴素芝,宋杨. 地理空间信息. 2011(03)
[8]基于数字地球的铁路三维空间选线技术研究[J]. 朱颖,蒲浩,刘江涛,胡光常. 铁道工程学报. 2009(07)
[9]基于ArcEngine的三维GIS的设计与实现[J]. 李建成,郭建文,盖迎春,付卫平. 遥感技术与应用. 2009(03)
[10]基于SuperMap GIS的地理信息服务系统的设计与实现[J]. 陈桦,李小兵,徐光辉. 计算机工程与设计. 2009(08)
博士论文
[1]基于遥感信息的选线系统地理环境建模方法及应用研究[D]. 吕希奎.西南交通大学 2008
[2]工程地质三维建模及可视化技术研究[D]. 熊祖强.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2007
[3]铁路线路三维可视化设计原理与方法的研究[D]. 蒋红裴.中南大学 2001
[4]虚拟环境铁路选线设计系统的理论与方法研究[D]. 易思蓉.西南交通大学 2000
硕士论文
[1]山岭公路隧道三维建模及可视化实现[D]. 金纯.山东大学 2018
[2]基于铁路数字化选线系统的川藏铁路工程地质虚拟环境建模方法[D]. 张钰.西南交通大学 2018
[3]铁路线路三维建模与实现方法研究[D]. 张衍辉.北京交通大学 2012
[4]基于Google Earth的铁路三维空间选线系统研究[D]. 刘江涛.中南大学 2010
[5]基于Delaunay三角网的大比例尺地形改造[D]. 姚霄飞.解放军信息工程大学 2008
[6]基于GIS的选线系统开发方法研究[D]. 张莉.西南交通大学 2007
[7]DEM表面建模与精度评估方法研究[D]. 江帆.解放军信息工程大学 2006
本文编号：3662610
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 研究现状总结
1.3 研究内容
1.4 论文组织
第2章 单幅地形数据改造算法
2.1 不规则三角网地形表示与编辑
2.1.1 不规则三角网地形表示
2.1.2 不规则三角网的编辑
2.2 单幅地形数据改造算法描述
2.2.1 单幅地形数据改造流程
2.2.2 铁路线路离散化
2.2.3 铁路沿线改造方式的判断
2.2.4 路堑或路堤边界特征点求解
2.2.5 桥墩边界特征点求解
2.2.6 隧道边界特征点求解
2.3 特征点嵌入与地形重构
2.5 算法结果与实验分析
2.6 本章小结
第3章 地形数据分幅改造
3.1 铁路沿线连续地形数据改造中的分幅问题
3.1.1 判断点位所在的图幅
3.1.2 某段铁路改造方式由分幅地形数据导致改造方式的变动
3.1.3 改造区域的图幅判断
3.2 分幅地形数据的地形改造算法设计
3.2.1 分幅数据情况下的地形数据改造方式判断
3.2.2 分幅数据情况下的边界特征点求取算法设计
3.2.3 分幅数据情况下的边界特征点计算
3.3 分幅数据的情况下对原始地形的改造
3.3.1 分幅数据情况下的改造区域特征面
3.3.2 分幅数据情况下的地形编辑
3.4 本章小结
第4章 实验软件的开发
4.1 开发平台
4.2 功能开发
4.2.1 加载数据
4.2.2 铁路线路数据离散化
4.2.3 判断离散点或迭代点所处的地形数据并求该处的实际高程
4.2.4 对改造特征面进行裁剪
4.2.5 分幅地形数据情况下对原始地形的编辑
4.3 程序运行展示
4.4 本章小结
第5章 分幅地形改造实验及结果分析
5.1 数据预处理
5.1.1 线路数据预处理
5.1.2 地形数据预处理
5.2 地形数据的分幅
5.3 分幅地形数据情况下的改造结果
5.3.1 分幅地形数据下边界特征点的求解
5.3.2 分幅地形数据下边界特征面的求解
5.3.3 编辑原始地形与改造区域地形结果
5.4 实验结果分析
5.5 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]不规则三角网法在土方量计算工程的应用[J]. 刘夫晓. 山东冶金. 2018(04)
[2]铁路BIM应用三维线路场景构建研究[J]. 夏宇,谭衢霖,蔡小培,秦晓春. 铁路计算机应用. 2018(07)
[3]基于GIS的不良地质三维建模及线路优化设计研究[J]. 袁锋,韩峰,康峰. 铁道标准设计. 2018(04)
[4]机载LiDAR支持下的铁路地目二三维一体化管理系统[J]. 卢小平,陈曦东,武永斌,李国清,钱小龙. 测绘通报. 2015(08)
[5]面向高速铁路的三维模型数据库管理与建模服务[J]. 张恒,朱军,徐柱,胡亚,尹灵芝,刘铭崴. 计算机应用研究. 2015(09)
[6]基于三维空间场景的铁路选线技术研究[J]. 李桂芳. 铁道标准设计. 2012(10)
[7]二三维一体化在Skyline与SuperMap6R中的实现对比[J]. 陈鹏,林鸿,张鹏程,吴素芝,宋杨. 地理空间信息. 2011(03)
[8]基于数字地球的铁路三维空间选线技术研究[J]. 朱颖,蒲浩,刘江涛,胡光常. 铁道工程学报. 2009(07)
[9]基于ArcEngine的三维GIS的设计与实现[J]. 李建成,郭建文,盖迎春,付卫平. 遥感技术与应用. 2009(03)
[10]基于SuperMap GIS的地理信息服务系统的设计与实现[J]. 陈桦,李小兵,徐光辉. 计算机工程与设计. 2009(08)
博士论文
[1]基于遥感信息的选线系统地理环境建模方法及应用研究[D]. 吕希奎.西南交通大学 2008
[2]工程地质三维建模及可视化技术研究[D]. 熊祖强.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2007
[3]铁路线路三维可视化设计原理与方法的研究[D]. 蒋红裴.中南大学 2001
[4]虚拟环境铁路选线设计系统的理论与方法研究[D]. 易思蓉.西南交通大学 2000
硕士论文
[1]山岭公路隧道三维建模及可视化实现[D]. 金纯.山东大学 2018
[2]基于铁路数字化选线系统的川藏铁路工程地质虚拟环境建模方法[D]. 张钰.西南交通大学 2018
[3]铁路线路三维建模与实现方法研究[D]. 张衍辉.北京交通大学 2012
[4]基于Google Earth的铁路三维空间选线系统研究[D]. 刘江涛.中南大学 2010
[5]基于Delaunay三角网的大比例尺地形改造[D]. 姚霄飞.解放军信息工程大学 2008
[6]基于GIS的选线系统开发方法研究[D]. 张莉.西南交通大学 2007
[7]DEM表面建模与精度评估方法研究[D]. 江帆.解放军信息工程大学 2006
本文编号：3662610
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3662610.html
