基于真三维地质实体大比例建模的空间立体选线方法研究

The railway line selection is the decision-making optimization process to determine the line position in three-dimensional space, Especially Mountains have deep valleys and complex structures, poor geological development generally, and geological factors often become the determinants of the line program choice. Therefore, how intuitive analysis and application of geological information for the selected line Services become an urgent need to solve problems for the mountain railway geology line selection. Compared to the Past of two-dimensional plane maps line selection method, 3D visualization technology geological line selection method has stereoscopic, high utilization of data and information visualization advantage. The Three-dimensional geological solid modeling on a wide range of design for the railway line selection has not been reported, The Issue Research integrated source of geological information model, remote sensing information model, the model of three-dimensional geographic and engineering geological assessment model system based on GIS; Constructed a decision-making model of spatial line selection In the three-dimensional geological environment and 3D visualization of geological line selection and evaluation methods. For a large proportion of the entity of three-dimensional geological modeling, Three-dimensional geological line selection, Evaluation and analysis of engineering geological conditions and Line program decision-making to build three-dimensional visualization platform, provide new ideas and targets for Railway geological line selection to Railway geological line selection.

铁路选线设计是在三维空间决定线路位置的决策优化过程，特别是山区，河谷深切、构造复杂，不良地质普遍发育，地质因素往往成为线路方案取舍的决定因素。因此，如何更为直观的分析和应用地质信息为选线服务已成为实现山区铁路地质选线急须解决的问题。与以往基于二维平面成图的CAD选线方式相比，三维可视化技术地质选线具有立体感强、资料利用率高、信息可视化等优点。目前关于大范围的用于铁路选线设计的三维地质实体建模还未见报道，课题基于GIS平台，研究集成多源地质信息模型、遥感信息模型、三维地理模型以及工程地质评价模型的多模型系统；研究构建三维地质环境下的空间立体选线决策模型和三维可视化地质选线与评价方法。为三维地质实体的大比例建模、三维空间地质选线、工程地质条件评价和分析、线路方案决策构建三维可视化平台，为实现铁路地质选线提供新思路与新靶点。

铁路数字化选线技术达到实用的关键问题之一，是复杂地质区域的数字选线技术。三维可视化地质选线具有立体感强、资料利用率高、信息可视化等优点，而目前关于大范围的用于铁路选线设计的三维地质实体建模还未见报道,所建立的三维环境缺少三维空间立体地质环境，还无法适应山区选线复杂性和困难性特点。. 课题主要研究：1）地质多源空间信息集成技术；2）三维工程地质模型建模方法及利用技术；3）真三维地质实体的大比例建模与可视化方法；4）选线地质知识库构建关键技术与应用；5）基于地质三维建模的空间立体选线方法与决策模型；6）空间立体地质选线系统。为、三维立体空间地质选线、工程地质三维可视化评价与分析提供新思路与新靶点。. 课题取得了以下成果：1）实现了基于多源空间信息的长距离带状三维地理环境快速建模方法；2）基于Oracle Spatial的空间数据库技术，实现了地质信息多源数据的一体化构建与集成，建立了多源地质信息空间数据管理系统；3）建立了基于地质对象遥感解译影像和超图模型的铁路工程地质虚拟环境建模方法；4）建立了选线知识库、知识可视化表达模型和三维知识获取方法，开发了选线地质知识库系统；5）基于VGTP体元模型实现了地质体和不良地质大比例三维建模方法，建立了三维带状地质体模型，实现了基于OSG的地质模型可视化技术和可视化表达；6）实现了矢栅一体化地质环境中的选线技术；建立了基于超地图模型的地质选线技术；基于改进的遗传算法，建立了基于三维地质实体的空间选线决策模型和线路构造比选方法；7）采用C++.NET、OSG、Oracle数据库，建立了空间立体地质选线系统。. 课题研究成果揭示了适合铁路选线大范围的地质实体三维建模和空间应用分析方法，基于3S技术建立了三维可视化工程地质模型和三维立体地质环境，实现三维空间地质选线和决策、工程地质条件可视化评价分析，建立了三维地质选线平台。为优化线路的空间位置，提高复杂山区铁路选线设计水平和质量提供新方法。