基于OpenGIS的铁路构筑物三维可视化组件的研究与应用

石家庄铁道学院硕士学位论文基于OpenGIS的铁路构筑物三维可视化组件的研究与应用姓名：张海林申请学位级别：硕士专业：道路与铁道工程指导教师：王明生20041201摘要摘要“数字铁路”是铁路部门提高信息化水平的重要手段，铁路的“数字化”离不开勘测设计的“数字化”，而勘测设计的“数字化”需要对铁路线路及其构筑物进行三维可视化的输出和展示。因此，三维可视化是铁路“数字化”、信息化、形象化的必备功能。通过对ＧＩＳ软件技术的发展历程进行分析，针对非组件ＧＩＳ的不足和组件式ＧＩＳ的优点，结合铁路线路的特点和对三维可视化的要求，设计出铁路线路三维可视化ＣＯＭＧＩＳ系统框架；在详细分析和研究目前各种三维建模技术的情况下，根据铁路线路及其构筑物的特点，提出了基于面向对象的ＣＯＳ三维建模方案：结合目前流行的计算机技术、ＧＩＳ技术、计算机图形学、组件技术等前沿技术，提出了开发基于ＯｐｅｎＯＩＳ的铁路线路构筑物的三维可视化的组件的方案；并在Ｖｉｓｕｍｃ十十６．０环境中开发出铁路桥梁的三维可视化ＡｃｔｉｖｅＸ组件一ＧＬＧＩＳＣｔｒｌ，该组件可以通过屙陛、方法实现对图形的控制，如放大、缩小、旋转等。最后，在已有铁路线路横、纵断面数据的基础上，利用ＭａｐＸ的相关组件，在ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ中开发了一个三维可视化６ＩＳ系统，在这个系统中交互地展示了自主开发的三维可视化组件。由于该组件是按照ＯｐｅｎＧｌＳ的规范和标准设计的，彻底摆脱语言和平台的束缚，完全符合信息共享的发展趋势，因此不仅可以有效实现铁路构筑物的三维可视化，而且在城市规划和建设、城市构筑物的三维可视化、以及其他相关领域中也有很大的实用价值。

关键词：ＯｐｅｎＧＩＳ，ＣＯＭ，构筑物。三维模型，可视化ＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＤｉｇｉｔａｌＲａｉｌｗａｙｉｓｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｓｕｒｅ

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ｏｂｊｅｃｔ－ｏｒｉｅｎｔ３ＤＣＧＳ；ｄｅｐｅｎｄｉｎｇｏｎｔｈｅｐｏｐｕｌａｒｃｏｍｐｕｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＧＩＳ

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ｇｒａｐｈｂｙｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｒｍｅｔｈｏｄｓ，ｓｕｃｈａｓｌａｒｇｅｒ、ｓｍａｌｌｅｒ、ｒｏｔａｔｅａｎｄｓｏｏｎ．Ｌａｓｔｌｙ，ｂｙｔｈｅｄａｔａｏｆｒａｉｌｗａｙｔｒａｎｓｅｃｔｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌｓｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａ３ＤｖｉｓｕａｌＧＩＳｓｙｓｔｅｍｉｎＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃｂｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆＭａｐＸ．Ｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｉｓｄｉｓｐｌａｙｅｄｉｎｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍ．

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ｓｏＯｉｌ．

ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＯｐｅｎＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＣＯＭ，Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，

３ＤＭｏｄｅｌ，Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ独创性声明Ｖ’‘７２０６１６

本人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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，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学院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已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

签名：日期：

关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学院有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）

签名：磋迭丛导师签名：显姻鲨日期：三。。主第～章绪论１．１引言第一章绪论

１９９８年１月当时的美国副总统戈尔提出了“数字地球”，即一种可以嵌入海量地理数据的多分辨率的三维地球表示，随后人们提出了“数字国家”，“数字城市”……一时间“数字化”的浪潮席卷全球，“数字化”强大魔力也引起了各国政府部门和科学界的极大关注。我国领导层和学术界也及时提出了“数字中国”的战略目标。为了实现“数字中国”的战略目标，各级政府部门纷纷制定了“数字城市”、“数字交通”等目标。铁道部为了迎接信息时代的挑战，也提出了“数字铁路”的目标，“数字铁路”是对铁路进行三维可视化多分辨率的描绘，它以线路位置为中心线构造我国铁路的信息模型，建立可视化的铁路基础空间信息数据集；“数字铁路”将实现铁路资源形象化、数字化、以及通过网络对铁路信息资源进行处理和共掣”。

１．２国内外研究的现状１．２．１铁路线路勘测设计数字化需要ＧＪＳ、需要可视化

“数字铁路”离不开勘测设计的“数字化”，目前，铁路线路的勘测设计软件基本上还是沿袭着传统的设计方法，以面向二维的思路来开发的。从设计角度看，这些软件仅模仿了现有的人工设计方法，未能充分发挥计算机的功能。由干铁路线路的平、纵、横分开设计，一些约束关系不能一目了然，要在几张图纸上对照检查，这对于设计工作来说，存在着下列不便：不能生成三维图，单单有纵断面图、平面图和一些高程信息使用户难于对线路有直观的认识和全面的感受，一些复杂和特殊的关系难干识别等１２Ｊ。基于上述原因，作为二维设计的补充，一方面，有必要对铁路线路进行三维可视化表达，进一步研究三维问题是必须的，也就是说，铁路线路勘测设计

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