浏览器端实时化铁路虚拟地形改造技术研究

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随着三维GIS技术的发展,以三维GIS技术为基础的铁路数字化和信息化技术被广泛研究,而铁路地物模型和地形模型的融合是铁路三维场景可视化和实现GIS与BIM结合的关键。但现有铁路模型与地形模型融合方法存在实时性差、扩展性和交互性不足等问题。本文提出了一种浏览器端实时化铁路地形改造方法,主要内容包括:(1)在分析地形数据的瓦片金字塔组织、瓦片TIN数据结构、视点相关的瓦片分块加载与渲染技术和浏览器端并行计算等Web虚拟地形可视化技术基础上,设计了一种浏览器端实时化铁路虚拟地形改造方法,基于瓦片TIN首先求解铁路路基、边坡特征线参数,然后进行视点相关的地形瓦片三角网分块并行改造和虚拟地形的可视化。(2)实现了铁路虚拟地形实时改造算法,包括瓦片坐标与地理坐标的转换、从铁路设计参数并行计算路基和边坡特征线、特征线多尺度切片、瓦片三角网改造参数构建和瓦片三角网并行改造等算法,解决了地形瓦片分块改造效率和精度问题。(3)基于开源技术设计开发了铁路沿线虚拟地形实时改造原型系统,用公开数据和真实铁路线路数据进行铁路虚拟地形实时改造实验,实验结果表明本文浏览器端实时化铁路虚拟地形改造方法能够有效的对铁路路基、边坡虚拟地形进行实时交互改造,地形瓦片改造的平均用时为114毫秒。本文浏览器端实时化铁路虚拟地形改造方法基于视点进行铁路虚拟地形分块并行改造,有良好的实时性、交互性和较高的改造精度,可为铁路三维场景智能高效构建提供参考。
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