• 查询稿件
  • 获取最新论文
  • 知晓行业信息
官方微信 欢迎关注

基于空天地多源数据的铁路三维大场景构建与应用系统

张银虎, 郑伦英, 刘强

张银虎, 郑伦英, 刘强. 基于空天地多源数据的铁路三维大场景构建与应用系统[J]. 铁路计算机应用, 2022, 31(7): 19-24. DOI: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.07.04
引用本文: 张银虎, 郑伦英, 刘强. 基于空天地多源数据的铁路三维大场景构建与应用系统[J]. 铁路计算机应用, 2022, 31(7): 19-24. DOI: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.07.04
ZHANG Yinhu, ZHENG Lunying, LIU Qiang. Construction and application system of railway 3D large-scale scene based on space-air-ground multi-source data[J]. Railway Computer Application, 2022, 31(7): 19-24. DOI: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.07.04
Citation: ZHANG Yinhu, ZHENG Lunying, LIU Qiang. Construction and application system of railway 3D large-scale scene based on space-air-ground multi-source data[J]. Railway Computer Application, 2022, 31(7): 19-24. DOI: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.07.04

基于空天地多源数据的铁路三维大场景构建与应用系统

详细信息
    作者简介:

    张银虎,正高级工程师

    郑伦英,工程师

  • 中图分类号: U212 : P237

Construction and application system of railway 3D large-scale scene based on space-air-ground multi-source data

  • 摘要: 针对常规平面地形图二维场景存在的缺乏立体感、不直观的问题,提出基于多源空间数据的铁路三维大场景构建方案、铁路三维大场景构建技术流程及数据格式标准化、数据预处理、数据轻量化处理和数据组织管理方法。同时,设计研发了铁路三维大场景应用系统,阐述了系统研发目标、总体架构和系统功能。实践证明,所设计的系统可以为铁路设计人员提供一个更加直观、全面、真实的三维空间设计环境,能够满足铁路工程线路三维虚拟踏勘、专业设计验证和方案三维展示分析等勘察设计工作需要,提升铁路勘察设计数字化、智能化水平。
    Abstract: Aiming at the problems of lack of three-dimensional sense and less intuition in two-dimensional scenes of conventional plane topographic maps, this paper proposes a railway 3D large-scale scene construction scheme based on multi-source spatial data, puts forward the technical process of railway 3D large-scale scene construction, as well as the methods of data format standardization, data preprocessing, data lightweight processing and data organization and management. The railway 3D large-scale scene application system is designed and developed, and the system development objectives, overall architecture and system functions are introduced. After practical applications of railway engineering, the railway 3D large-scale scene and its application system can provide railway designers with a more intuitive, comprehensive and real 3D space design scene, meet the needs of railway engineering survey and design work such as 3D virtual survey of lines, professional design verification, 3D display and analysis of schemes, and improve the digital and intelligent level of railway survey and design.
  • 图  1   航空遥感数据处理过程

    注:定位测姿系统(POS,Positioning and Orientation System) ;惯性测量单元(IMU,Inertial Measurement Unit) ;全球导航卫星系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)

    图  2   要设计的BIM

    图  3   铁路三维大场景构建技术过程

    图  4   系统总体架构

    图  5   系统功能

    表  1   不同勘察设计阶段多源空间数据类型及其获取方法

    勘察设计阶段多源空间数据类型数据获取方法
    线路规划、预可行性研究DOM收集、采购卫星遥感影像数据制作
    DEM收集全球共享的DEM数据,利用数字线划图制作
    DLG[(1∶10 000)~(1∶50 000)]收集、采购或利用卫星遥感影像数据
    专业调查数据资料收集、调查
    线路设计数据各专业设计成果
    可行性研究实景三维模型数据利用常规航空摄影影像,重点区域利用倾斜摄影影像
    DOM利用航空摄影影像数据
    DEM利用航空遥感数据
    DLG[(1∶500)~(1∶2 000)]利用航空摄影影像、卫星影像立体像对
    专业调查数据外业测量、调查、收集相关数据
    线路设计数据各专业设计成果
    初步设计实景三维模型数据利用常规航空摄影影像,重点区域利用倾斜摄影影像
    DOM利用航摄影像数据
    DEM利用机载LiDAR点云数据
    DLG(1∶2000)利用航空遥感数据
    DLG(工点1∶500)地面全数字化测量、机载LiDAR点云数据
    专业调查数据外业测量、调查、收集相关数据
    线路设计数据各专业设计成果
    施工图设计实景三维模型数据利用常规航空摄影或倾斜摄影影像
    三维设计模型数据各专业BIM设计模型、地面单体三维模型
    下载: 导出CSV

    表  2   铁路三维大场景多源空间数据格式标准

    数据分类数据类型数据格式数据说明
    地理空间
    数据
    矢量数据DWG、DGN、SHP(1∶500)~(1∶50 000)地形图矢量数据,纵横断面数据等
    栅格数据TIFF、JPGDEM、DOM和其他扫描影像
    倾斜模型
    数据
    OSGB倾斜摄影、常规摄影制作的实景三维模型
    其他数据EXCEL、JPG等图形关联的属性数据、多媒体数据(图片、文档、表格等)
    专业调查
    数据
    矢量数据DWG、DGN、SHP地质、环境、水文、电力等专业调查数据
    栅格数据TIFF、JPG、PNG专业收集、调查的栅格影像数据
    其他数据EXCEL、DOC、JPG等专业收集、调查、统计的数据文件
    线路设计
    数据
    矢量数据DWG、DGN、SHP各专业设计图矢量文件
    栅格数据TIFF、JPG各专业设计图栅格文件
    模型数据DGN、RVT等各专业设计BIM
    其他数据EXCEL、DOC、TXT、DAT、JPG等各专业设计资料,如平竖曲线表、桥梁表、隧道表、站场表等
    下载: 导出CSV
  • [1] 中国铁路设计集团有限公司. 铁路工程测量手册[M]. 北京: 人民交通出版社股份有限公司, 2018.
    [2] 李桂芳. 基于三维空间场景的铁路选线技术研究 [J]. 铁道标准设计,2012(10):19-21. DOI: 10.3969/j.issn.1004-2954.2012.10.006
    [3] 苗沛基,卢小平,李英成,等. 融合倾斜摄影和点云的公路沿线精细化三维重建方法 [J]. 测绘与空间地理信息,2020,43(6):67-69. DOI: 10.3969/j.issn.1672-5867.2020.06.018
    [4] 韩雨书. 基于GIS的三维空间公路智能选线动态规划方法设计 [J]. 公路工程,2018,43(1):165-168. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0610.2018.01.031
    [5] 张 钰,董凤翔,赵亮亮,等. 基于BIM+GIS的铁路三维场景快速建立方法研究 [J]. 铁路技术创新,2021(4):27-31. DOI: 10.19550/j.issn.1672-061x.2021.04.027
    [6] 朱 颖,闵世平,代强玲. 面向铁路行业三维场景快速构建一体化技术研究 [J]. 铁道工程学报,2011(12):4-10. DOI: 10.3969/j.issn.1006-2106.2011.12.002
    [7] 易思蓉,聂良涛. 基于虚拟地理环境的铁路数字化选线设计系统 [J]. 西南交通大学学报,2016,51(2):373-380. DOI: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.02.016
    [8] 铁道部第二勘测设计院. 铁路测量手册[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2001.
    [9] 任晓春,李 伟,王 玮. 高分光学遥感影像在铁路勘察中的应用及展望 [J]. 测绘通报,2019(5):44-47. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2019.0147
    [10] 侯位昭,张欣海,吴士珂,等. 基于卫星影像立体像对数据的三维重建技术研究 [J]. 中国电子科学研究院学报,2021,16(4):369-373. DOI: 10.3969/j.issn.1673-5692.2021.04.011
    [11] 中铁工程设计咨询集团有限公司. 京张高铁总体设计与技术创新[M]. 北京: 人民交通出版社股份有限公司, 2021.
    [12] 陈 光,薛 梅,胡章杰,等. 轨道交通GIS+BIM三维数字基础空间框架 [J]. 测绘通报,2019(S2):262-266. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2019.0639
  • 期刊类型引用(1)

    1. 张超. 基于虚拟路测的轨道交通无线通信测试系统设计. 控制与信息技术. 2021(06): 112-117 . 百度学术

    其他类型引用(2)

图(5)  /  表(2)
计量
  • 文章访问数:  174
  • HTML全文浏览量:  126
  • PDF下载量:  55
  • 被引次数: 3
出版历程
  • 收稿日期:  2022-02-09
  • 网络出版日期:  2022-08-12
  • 刊出日期:  2022-08-07

目录

    /

    返回文章
    返回