基于TIN的鐵路沿線地形分幅虛擬改造
發(fā)布時間:2022-07-15 18:28
數(shù)字高程模型是構建虛擬地理場景的基礎。在構建包含鐵路、公路等基礎設施的虛擬場景時,數(shù)字高程模型應包括工程建設對地形的改造,包括填方、挖方等。為了能夠在三維虛擬場景中逼真地展示鐵路修建對地形的影響,以及構建完整的包含路基、邊坡、隧道、橋梁的虛擬鐵路場景,需要在選線工作結(jié)束以后或在交互式選線設計中對設計線路沿線的虛擬地形進行改造,以讓技術人員直觀地了解設計線路對其周邊環(huán)境影響的程度、了解土方施工種類與施工規(guī)模,有助于鐵路建設的成本控制等。由于柵格地形數(shù)據(jù)無法精確表示地形特征,利用柵格DEM(數(shù)字高程模型)建立鐵路沿線地形模型無法精確表示路基邊界等鐵路特征線,原本平滑的路基邊界會產(chǎn)生鋸齒,這也導致地物模型與地形無法較好地匹配。因此,鐵路沿線地形模型的構建與改造宜采用不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)模型。故而,本文采用TIN模型作為鐵路沿線地形建模與虛擬改造的模型。本文在已有研究的基礎上,提出了基于TIN的鐵路沿線地形分幅改造的思路和方法,旨在為提高鐵路沿線大范圍地形虛擬改造的實時性提供分幅并行處理的解決辦法。本文基于ArcGIS實現(xiàn)了上述方法。該實現(xiàn)利用ArcGIS中TIN數(shù)據(jù)模型的帶分界線約束條件的...
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.3 研究現(xiàn)狀總結(jié)
1.3 研究內(nèi)容
1.4 論文組織
第2章 單幅地形數(shù)據(jù)改造算法
2.1 不規(guī)則三角網(wǎng)地形表示與編輯
2.1.1 不規(guī)則三角網(wǎng)地形表示
2.1.2 不規(guī)則三角網(wǎng)的編輯
2.2 單幅地形數(shù)據(jù)改造算法描述
2.2.1 單幅地形數(shù)據(jù)改造流程
2.2.2 鐵路線路離散化
2.2.3 鐵路沿線改造方式的判斷
2.2.4 路塹或路堤邊界特征點求解
2.2.5 橋墩邊界特征點求解
2.2.6 隧道邊界特征點求解
2.3 特征點嵌入與地形重構
2.5 算法結(jié)果與實驗分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 地形數(shù)據(jù)分幅改造
3.1 鐵路沿線連續(xù)地形數(shù)據(jù)改造中的分幅問題
3.1.1 判斷點位所在的圖幅
3.1.2 某段鐵路改造方式由分幅地形數(shù)據(jù)導致改造方式的變動
3.1.3 改造區(qū)域的圖幅判斷
3.2 分幅地形數(shù)據(jù)的地形改造算法設計
3.2.1 分幅數(shù)據(jù)情況下的地形數(shù)據(jù)改造方式判斷
3.2.2 分幅數(shù)據(jù)情況下的邊界特征點求取算法設計
3.2.3 分幅數(shù)據(jù)情況下的邊界特征點計算
3.3 分幅數(shù)據(jù)的情況下對原始地形的改造
3.3.1 分幅數(shù)據(jù)情況下的改造區(qū)域特征面
3.3.2 分幅數(shù)據(jù)情況下的地形編輯
3.4 本章小結(jié)
第4章 實驗軟件的開發(fā)
4.1 開發(fā)平臺
4.2 功能開發(fā)
4.2.1 加載數(shù)據(jù)
4.2.2 鐵路線路數(shù)據(jù)離散化
4.2.3 判斷離散點或迭代點所處的地形數(shù)據(jù)并求該處的實際高程
4.2.4 對改造特征面進行裁剪
4.2.5 分幅地形數(shù)據(jù)情況下對原始地形的編輯
4.3 程序運行展示
4.4 本章小結(jié)
第5章 分幅地形改造實驗及結(jié)果分析
5.1 數(shù)據(jù)預處理
5.1.1 線路數(shù)據(jù)預處理
5.1.2 地形數(shù)據(jù)預處理
5.2 地形數(shù)據(jù)的分幅
5.3 分幅地形數(shù)據(jù)情況下的改造結(jié)果
5.3.1 分幅地形數(shù)據(jù)下邊界特征點的求解
5.3.2 分幅地形數(shù)據(jù)下邊界特征面的求解
5.3.3 編輯原始地形與改造區(qū)域地形結(jié)果
5.4 實驗結(jié)果分析
5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不規(guī)則三角網(wǎng)法在土方量計算工程的應用[J]. 劉夫曉. 山東冶金. 2018(04)
[2]鐵路BIM應用三維線路場景構建研究[J]. 夏宇,譚衢霖,蔡小培,秦曉春. 鐵路計算機應用. 2018(07)
[3]基于GIS的不良地質(zhì)三維建模及線路優(yōu)化設計研究[J]. 袁鋒,韓峰,康峰. 鐵道標準設計. 2018(04)
[4]機載LiDAR支持下的鐵路地目二三維一體化管理系統(tǒng)[J]. 盧小平,陳曦東,武永斌,李國清,錢小龍. 測繪通報. 2015(08)
[5]面向高速鐵路的三維模型數(shù)據(jù)庫管理與建模服務[J]. 張恒,朱軍,徐柱,胡亞,尹靈芝,劉銘崴. 計算機應用研究. 2015(09)
[6]基于三維空間場景的鐵路選線技術研究[J]. 李桂芳. 鐵道標準設計. 2012(10)
[7]二三維一體化在Skyline與SuperMap6R中的實現(xiàn)對比[J]. 陳鵬,林鴻,張鵬程,吳素芝,宋楊. 地理空間信息. 2011(03)
[8]基于數(shù)字地球的鐵路三維空間選線技術研究[J]. 朱穎,蒲浩,劉江濤,胡光常. 鐵道工程學報. 2009(07)
[9]基于ArcEngine的三維GIS的設計與實現(xiàn)[J]. 李建成,郭建文,蓋迎春,付衛(wèi)平. 遙感技術與應用. 2009(03)
[10]基于SuperMap GIS的地理信息服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 陳樺,李小兵,徐光輝. 計算機工程與設計. 2009(08)
博士論文
[1]基于遙感信息的選線系統(tǒng)地理環(huán)境建模方法及應用研究[D]. 呂?.西南交通大學 2008
[2]工程地質(zhì)三維建模及可視化技術研究[D]. 熊祖強.中國科學院研究生院(武漢巖土力學研究所) 2007
[3]鐵路線路三維可視化設計原理與方法的研究[D]. 蔣紅裴.中南大學 2001
[4]虛擬環(huán)境鐵路選線設計系統(tǒng)的理論與方法研究[D]. 易思蓉.西南交通大學 2000
碩士論文
[1]山嶺公路隧道三維建模及可視化實現(xiàn)[D]. 金純.山東大學 2018
[2]基于鐵路數(shù)字化選線系統(tǒng)的川藏鐵路工程地質(zhì)虛擬環(huán)境建模方法[D]. 張鈺.西南交通大學 2018
[3]鐵路線路三維建模與實現(xiàn)方法研究[D]. 張衍輝.北京交通大學 2012
[4]基于Google Earth的鐵路三維空間選線系統(tǒng)研究[D]. 劉江濤.中南大學 2010
[5]基于Delaunay三角網(wǎng)的大比例尺地形改造[D]. 姚霄飛.解放軍信息工程大學 2008
[6]基于GIS的選線系統(tǒng)開發(fā)方法研究[D]. 張莉.西南交通大學 2007
[7]DEM表面建模與精度評估方法研究[D]. 江帆.解放軍信息工程大學 2006
本文編號:3662610
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.3 研究現(xiàn)狀總結(jié)
1.3 研究內(nèi)容
1.4 論文組織
第2章 單幅地形數(shù)據(jù)改造算法
2.1 不規(guī)則三角網(wǎng)地形表示與編輯
2.1.1 不規(guī)則三角網(wǎng)地形表示
2.1.2 不規(guī)則三角網(wǎng)的編輯
2.2 單幅地形數(shù)據(jù)改造算法描述
2.2.1 單幅地形數(shù)據(jù)改造流程
2.2.2 鐵路線路離散化
2.2.3 鐵路沿線改造方式的判斷
2.2.4 路塹或路堤邊界特征點求解
2.2.5 橋墩邊界特征點求解
2.2.6 隧道邊界特征點求解
2.3 特征點嵌入與地形重構
2.5 算法結(jié)果與實驗分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 地形數(shù)據(jù)分幅改造
3.1 鐵路沿線連續(xù)地形數(shù)據(jù)改造中的分幅問題
3.1.1 判斷點位所在的圖幅
3.1.2 某段鐵路改造方式由分幅地形數(shù)據(jù)導致改造方式的變動
3.1.3 改造區(qū)域的圖幅判斷
3.2 分幅地形數(shù)據(jù)的地形改造算法設計
3.2.1 分幅數(shù)據(jù)情況下的地形數(shù)據(jù)改造方式判斷
3.2.2 分幅數(shù)據(jù)情況下的邊界特征點求取算法設計
3.2.3 分幅數(shù)據(jù)情況下的邊界特征點計算
3.3 分幅數(shù)據(jù)的情況下對原始地形的改造
3.3.1 分幅數(shù)據(jù)情況下的改造區(qū)域特征面
3.3.2 分幅數(shù)據(jù)情況下的地形編輯
3.4 本章小結(jié)
第4章 實驗軟件的開發(fā)
4.1 開發(fā)平臺
4.2 功能開發(fā)
4.2.1 加載數(shù)據(jù)
4.2.2 鐵路線路數(shù)據(jù)離散化
4.2.3 判斷離散點或迭代點所處的地形數(shù)據(jù)并求該處的實際高程
4.2.4 對改造特征面進行裁剪
4.2.5 分幅地形數(shù)據(jù)情況下對原始地形的編輯
4.3 程序運行展示
4.4 本章小結(jié)
第5章 分幅地形改造實驗及結(jié)果分析
5.1 數(shù)據(jù)預處理
5.1.1 線路數(shù)據(jù)預處理
5.1.2 地形數(shù)據(jù)預處理
5.2 地形數(shù)據(jù)的分幅
5.3 分幅地形數(shù)據(jù)情況下的改造結(jié)果
5.3.1 分幅地形數(shù)據(jù)下邊界特征點的求解
5.3.2 分幅地形數(shù)據(jù)下邊界特征面的求解
5.3.3 編輯原始地形與改造區(qū)域地形結(jié)果
5.4 實驗結(jié)果分析
5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不規(guī)則三角網(wǎng)法在土方量計算工程的應用[J]. 劉夫曉. 山東冶金. 2018(04)
[2]鐵路BIM應用三維線路場景構建研究[J]. 夏宇,譚衢霖,蔡小培,秦曉春. 鐵路計算機應用. 2018(07)
[3]基于GIS的不良地質(zhì)三維建模及線路優(yōu)化設計研究[J]. 袁鋒,韓峰,康峰. 鐵道標準設計. 2018(04)
[4]機載LiDAR支持下的鐵路地目二三維一體化管理系統(tǒng)[J]. 盧小平,陳曦東,武永斌,李國清,錢小龍. 測繪通報. 2015(08)
[5]面向高速鐵路的三維模型數(shù)據(jù)庫管理與建模服務[J]. 張恒,朱軍,徐柱,胡亞,尹靈芝,劉銘崴. 計算機應用研究. 2015(09)
[6]基于三維空間場景的鐵路選線技術研究[J]. 李桂芳. 鐵道標準設計. 2012(10)
[7]二三維一體化在Skyline與SuperMap6R中的實現(xiàn)對比[J]. 陳鵬,林鴻,張鵬程,吳素芝,宋楊. 地理空間信息. 2011(03)
[8]基于數(shù)字地球的鐵路三維空間選線技術研究[J]. 朱穎,蒲浩,劉江濤,胡光常. 鐵道工程學報. 2009(07)
[9]基于ArcEngine的三維GIS的設計與實現(xiàn)[J]. 李建成,郭建文,蓋迎春,付衛(wèi)平. 遙感技術與應用. 2009(03)
[10]基于SuperMap GIS的地理信息服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 陳樺,李小兵,徐光輝. 計算機工程與設計. 2009(08)
博士論文
[1]基于遙感信息的選線系統(tǒng)地理環(huán)境建模方法及應用研究[D]. 呂?.西南交通大學 2008
[2]工程地質(zhì)三維建模及可視化技術研究[D]. 熊祖強.中國科學院研究生院(武漢巖土力學研究所) 2007
[3]鐵路線路三維可視化設計原理與方法的研究[D]. 蔣紅裴.中南大學 2001
[4]虛擬環(huán)境鐵路選線設計系統(tǒng)的理論與方法研究[D]. 易思蓉.西南交通大學 2000
碩士論文
[1]山嶺公路隧道三維建模及可視化實現(xiàn)[D]. 金純.山東大學 2018
[2]基于鐵路數(shù)字化選線系統(tǒng)的川藏鐵路工程地質(zhì)虛擬環(huán)境建模方法[D]. 張鈺.西南交通大學 2018
[3]鐵路線路三維建模與實現(xiàn)方法研究[D]. 張衍輝.北京交通大學 2012
[4]基于Google Earth的鐵路三維空間選線系統(tǒng)研究[D]. 劉江濤.中南大學 2010
[5]基于Delaunay三角網(wǎng)的大比例尺地形改造[D]. 姚霄飛.解放軍信息工程大學 2008
[6]基于GIS的選線系統(tǒng)開發(fā)方法研究[D]. 張莉.西南交通大學 2007
[7]DEM表面建模與精度評估方法研究[D]. 江帆.解放軍信息工程大學 2006
本文編號:3662610
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