基于倾斜摄影技术的城市三维实景建模及轨交线路设计方法研究

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1、密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文基于倾斜摄影技术的城市三维实景建模及轨交线路设计方法研究ResearchonUrban3DRealSceneModelingandRailLineDesignMethodBasedonObliquePhotography本论文受国家自然科学基金项目资助(51278316)河北省自然基金专项项目资助(E2016210133)培养单位：交通运输学院专业：交通运输工程研究生：张晓恒校内导师：吕希奎教授校外导师：刘贵应教高二○一八年六月独创性声明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

2、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大学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大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩

3、印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要城市轨道交通线路主要穿过市中心繁华区域，该地段高楼林立，建筑基础深，地下管线敷设复杂。若线路方案设计不合理，将会大大增加施工难度、投资成本，影响周围环境，降低城市轨道交通整体的经济效益和社会效益。传统设计过程中，基于二维图纸设计难以直观的发现潜在的冲突，需要内、外业多次反馈和修改，容易产生设计缺陷和遗漏。而虚拟现实和三维可视化技术可逼真还原城市复杂立体环境，能够直观的观察、判断是否有地物与线路发生冲突。因此，论文基于

4、三维地理信息平台三维可视化设计，深入研究城市场景、地下管线的建模方法，结合线路平、纵设计，建立了城市轨道交通线路三维规划设计系统，实现了城市地上地下三维虚拟环境构建、轨交线路三维设计以及相关空间分析功能。论文主要研究内容和成果如下：(1)城市场景快速建模。分析现有“数字城市”建模的优点和不足，系统的研究了城市场景快速建模的方法和原理。基于倾斜摄影建模技术，采用ContextCapture倾斜摄影建模软件，导入航空影像数据，利用其密集匹配技术提取高密度点云，实现快速构建全要素城市三维实景。实现了基于点云切割的单体化，对基于倾斜摄影环境实现建筑

5、物的自动空间分析提供了可能。(2)地下管线建模。针对地下管线的抽象几何特点，系统的研究了地下管网的数据结构，解决了地下管网的建模问题。实现了地下模式、开挖模式下的地下管线三维展示以及管线属性查询功能，为空间分析提供基础数据。(3)城市轨道交通线路三维设计。较系统的研究了城市轨道交通线路的设计原则和方法，采用本实验室自主开发的城市轨道交通设计系统，实现了在倾斜三维实景中的线路设计和三维建模。对评价线路方案的优劣性提供了可视化的参考。(4)线路方案空间分析方法研究。结合线路设计方案，研究了缓冲区的产生形式和缓冲区分析算法，实现了线路方案影响区域

6、的建筑物拆迁统计和地下管线改移统计。将缓冲区分析与城市轨道交通线路相结合，自动判断线路与周围地物的空间关系，从而提高了设计效率和设计质量，降低了设计者的工作强度。关键词：城市轨道交通；三维设计；倾斜摄影；管线三维建模；空间分析AbstractTheurbanrailtransitroutesmainlypassthroughthebustlingdowntownarea.Thehigh-risebuildingsinthissectionarerichwithdeepfoundationsandlayingofundergroundpipe

7、lines.Ifthedesignofthecircuitschemeisunreasonable,itwillgreatlyincreasestheconstructiondifficultyandinvestmentcost,affectsthesurroundingenvironmentandreducetheoveralleconomicandsocialbenefitsofurbanrailtransit.Inthetraditionaldesignprocess,itisdifficulttofindpotentialconfl

8、ictsbasedontwo-dimensionaldrawings.Itrequiresmultiplefeedbacksandmodificationsfrominterna