铁路地形建模与可视化研究

摘要

铁路沿线带状地形的三维建模与可视化是三维一体化选线设计、三维可视化及信息化管理的重要研究方向,构建三维地形模型,与线路中的路基、桥梁、隧道、涵洞等构筑物及周围环境整合形成三维场景,虚拟铁路沿线景观,可为铁路选线设计、方案比选、线路运营等方面提供了方便、直观的可视化平台。
　　本文主要研究铁路沿线地形建模及可视化,内容主要包括:
　　(1)收集铁路沿线地形图资料,研究数字地模的几种存储格式,进行地形建模数据处理,为地形建模奠定基础。
　　(2)探讨规则格网和不规则三角网两种DEM建模方法,分析构建TIN网的三种方法,采用三角网生长法进行构网,形成三维地形模型。
　　(3)以OpenGL图形工具包为可视化工具,运用VC++语言,研究铁路地形模型的可视化方法。
　　(4)以Window XP为平台,利用VC++结合OpenGL开发实验系统,并以成昆铁路某段地形数据为例,对实验系统进行了应用研究,实现了铁路地形三维显示,验证了本文所采用的构网方法、可视化方法的有效性,为铁道工程场景的三维可视化提供借鉴。
　　铁路沿线路带状地形及构造物三维模型是数字铁路的基础。构建科学合理的铁路三维模型对线路的方案审查与评估、环境影响评价、各阶段的设计及工程概预算等提供确切的可视化手段,具有十分重要的意义。

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第一章 绪论

1.1研究目的与意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容

1.4技术路线及内容安排

2 铁路地形建模数据处理

2.1数据源

2.1.1 DTM

2.1.2 DEM

2.2 数据处理

2.2.1数据预处理

2.3 数据结构设计

2.3.1格网数据结构设计

2.3.2不规则三角网数据结构

3 铁路地形建模方法研究

3.1基于格网DEM的地形建模方法研究

3.2基于TIN网DEM的地形建模方法研究

3.2.1凸包算法

4 可视化方法研究

4.1 OpenGL简介

4.1.1 实验中OpenGL的功能

4.1.2 OpenGL的工作方式

4.1.3 OpenGL工作流程

4.2 地形三维可视化

4.2.1 可视化简介

4.2.2 地形三维可视化的关键

5 实验系统开发及应用

5.1 实验系统功能

5.1.1 实验系统设计

5.1.2 开发环境

5.2 实验系统应用

结论

致谢

参 考 文 献

攻读学位期间的研究成果