基于gis的城市轨道交通三维空间选线系统研究

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1、密级：公开＾ＳＨＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工学硕壬学位论文基于ＧＩＳ的城市轨道交通Ｈ维空间选线系统研究ｈｏｎＵ凸ｅＳｅｌｅｃｔｉｏｎＳｓｔｍｏｆＵＨｂａｎ民ａｉｌＲｅｓｅａｒｃｙ：ｅｔ－ａｃｅｅｄｏｎＧＩＳＴｒａｎｓｉｉｎＴｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＳｐＢａｓ５１２７８３１６本论女受国家自然科学基金项目资肋）（培养单位；主木工程学院专业：道路与铁道工程巧究生：俩彬指导教师；吕希奎副教授二〇—五年一月？．．独创性声明本人

2、声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作。及取得的研究成果尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名；Ａ或終日期：人户关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留，、使用学位论文的规定同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕

3、ｉ学位论文全文数大据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道学，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）作者签名：巧嚇日期：化、Ｕｊ导师签名：日期；化公長令亏密级：公开工学硕士学位论文基于GIS的城市轨道交通三维空间选线系统研究ResearchonLineSelectionSystemofUrbanRailTransitinThree-dimensionalSpaceBasedonGIS本论文受国家自然科学基金项目资助(51278316)培养单

4、位：土木工程学院专业：道路与铁道工程研究生：何彬指导教师：吕希奎副教授二○一五年一月摘要摘要线路设计是城市轨道交通整个工程设计的“龙头”，涉及范围广、信息量大，把握着项目的总体布局，线路走向与空间位置选择合理与否，将直接影响到工程投资、运营期客流量、运营成本、实施难易、与周边环境和景观的协调等。现有的选线设计方法多是基于地形平面图和调查勘探资料在二维设计环境下进行的平、纵交替设计。在复杂的城市环境中，不易直观地发现各种潜在的冲突，需要内外业反复验证，不仅设计效率低下，且容易造成设计缺陷，难以满足城市轨道交通选线设计工作的要求。基于三维地理信息系统，

5、实现三维地理信息平台代替传统的二维CAD平台，有利于从三维可视角度观察、评价设计效果和进行智能化空间分析，有利于随时进行冲突分析、拆迁预测、环境影响评价和景观影响评价。基于这一思想，本文以“基于GIS的城市轨道交通三维空间选线系统研究”为主题，对其中的所涉及的理论方法和关键技术进行了研究，从建模方法和算法方面提出了一整套方法并予以实现。论文主要研究内容及研究结果如下：系统研究了在3DGIS环境下的海量城市三维场景快速生成、城市轨道交通线路设计、线路三维建模与漫游展示、线路方案优化等相关问题。(1)海量城市三维场景快速生成。针对三维城市场景的特点，系

6、统研究了地上三维城市场景和地下三维管网的数据结构。基于城市轨道交通线路三维快速设计的要求，提出了大范围城市场景快速建模的实现方法，解决了三维建筑物景观建模、三维道路景观建模、三维桥梁景观建模、三维地下管网建模等问题，基于流模式，实现了三维城市场景融合，最终实现了城市三维场景由“数据”到“场景”的快速建模。(2)城市轨道交通线路平面设计子系统研究。针对城市轨道交通线路平面的特点，系统研究了平面线路的数据结构和左、右线坐标及参数计算。按照《地铁设计规范》(GB50157-2013)的相关规定，基于Skyline3DGIS平台，研发了城市轨道交通线路平面

7、设计子系统，解决了左右线的初步设计、平面线路方案展示和动态调整、断链生成与处理、标签显示以及并行段自动提取等问题，实现了城市轨道交通线路的正线平面快速设计。摘要(3)城市轨道交通线路纵断面设计子系统研究。针对纵断面设计的要求和Windows窗体的特点，系统研究了纵断面设计所需的数据结构，开发完成城市轨道交通线路纵断面设计子系统。解决了屏幕分段设计、纵断面设计方案调整、线路方案分段显示的问题，实现了完全并行等高段信息的自动获取，为之后的线路建模以及线路优化提供了数据基础。(4)城市轨道交通线路三维建模与漫游实现。针对线路三维模型在线路不同部分形式不同

8、的特点，研究了线路在完全并行等高段和非完全并行等高段的桥隧结构特点，建立了全线路三维模型，根据Skyline三维展示平台的