交通是经济发展的基础和前提条件，而铁路作为重要的交通枢纽，是国民经济的生命大动脉。近年来，经济的快速发展对铁路部门提出了更高的要求，铁路建设的任务越来越重。而铁路选线设计是铁路建设最关键的设计工作，是一项关系到全局的总体性工作，选线设计成果的好坏直接影响到铁路的建设成本、运营成本、服务能力和服务质量等方面。传统的选线设计都是在二维图纸上进行，地形地物的表达不够直观;而且纸质地形图的成图时间一般较早，缺乏现势性;再者，纸质地形图不能很好地结合其他因素进行综合考虑，如不能叠加地质、水文等信息。三维GIS和遥感技术的结合，为铁路选线设计提供了新的思路和方法。　　 本文首先在综合了大量文献和应用实例的基础上，对三维GIS技术和遥感技术在铁路中的应用进行研究分析和现状总结，结合目前铁路选线设计中存在的一些缺陷和不足，提出将三维GIS和遥感结合运用于铁路工程选线中。　　 在对Google Earth和iTelluro（网图）的优缺点进行比较分析的基础上，本文选用iTelluro作为三维GIS平台，为铁路设计人员构建了一个三维可视化选线环境。选线环境的构建主要包括地形数据的处理、影像数据的处理、矢量数据的处理和三维模型的导入等。在构建了基于iTelluro的选线环境之后，研究了基于iTelluro的线路平面辅助设计和纵断面辅助设计。　　 基于线路平面设计的相关理论，本文较详细地研究了在iTelluro中进行平面定线的一些方法。主要包括平面定线的关键计算，线路的图形显示，与CAD的交互，以及平面辅助设计的数据存储与管理等等。开展基于iTelluro的纵断面辅助设计，提出了纵断面地面线的提取，纵断面变坡点的设置，基于iTelluro的车站、桥梁和隧道的设置等技术方法。本文最后研究了基于iTelluro的三维空间选线原型系统的设计与实现，介绍了系统的总体架构设计和系统的主要功能。