东莞轨道交通
摘要：随着计算机软硬件的发展，目前，三维地理信息系统的建模和可视化成了当前国内外研究的一个前沿课题。地理信息系统 GIS 是建立在地理图形基础上的信息管理系统。随着城市化进程的加快，城市轨道交通已成为中国未来城市交通发展的主要方向之一。也是 GIS 应用的一个新领域。因此，“数字轨道交通”的研究己经成为当前的大趋势，并取得了一定的成绩。轨道交通基础地理信息管理是“数字轨道交通”的重要组成部分，对其三维模型的可视化的研究具有十分重要的现实意义。
关键词：GIS 技术；数字轨道交通；三维可视化
1.GIS 技术的简述
随着 GIS 技术的发展，地图不再是单纯的纸质地图，而是在 GIS 环境下具有高度交互动态显示能力、集成了数据分析等技术的虚拟实验平台。用户可以通过地图这一虚拟的可视化的实验平台对数据进行多方面的显示，分析乃至动态模拟，从而达到对现实世界的透彻理解。
2数字轨道交通的简介
“数字轨道交通”是指在城市轨道交通规划、施工建设与运营管理维护中，充分地利用数字化信息处理技术和网络通讯技术等现代化技术，对轨道交通的各种信息源按照统一的规范关联地理信息，形成三维数字信息，构建一体化的数字集成平台和虚拟环境。在这一平台和环境中，以功能强大的系统软件与数学模型对轨道交通规划、建设和运营管理中的各种方案进行模拟、分析和研究，并在可视化的条件下提供决策支持，增强决策的科学性和预见性。“数字轨道交通”的建设就是以数字化为技术支撑、以信息化进行要素配置、以网络化作为运行模式的高效率轨道交通管理方式，提升城市轨道交通的整体信息化水平，有助于将轨道交通内部系统之间、内部与外部城市的各种数字信息资源加以整合利用。
城市轨道交通作为城市公共交通运输行业中的一个重要组成部分，又和其他行业有着千丝万缕的密切联系。在“数字城市”的大背景环境下，城市轨道交通也必将更加紧密地融入到城市整个大系统中，“数字轨道交通”的实现就更具有现实性和紧迫感，是“数字城市”实现中的重要环节。
3轨道交通基础地理信息三维可视化的可行性
轨道交通基础地理信息是城市基础地理信息的一部分。随着城市的发展，城市化水平的提高，轨道交通建设越来越重要，人们也越发意识城市轨道交通基础地理信息数据管理的重要性。
尽管目前我们拥有了大量种类繁多、类型各异、兼有空间及非空间属性信息的轨道交通基础信息资料，但大部分规划、施工、监理等管理部门所掌握的轨道交通基础地理信息产品仍多局限于常规的文字报告和简单图表等形式，产品的信息含量少，直观性差，严重制约了这些部门的眼界和思路。
随着计算机图形技术的发展，GIS 技术的出现，以及三维立体、动画、多媒体和仿真等产品形式的出现，各种轨道交通基础地理信息的可视化表现已经从不可能成为可能，从单一的图表形式向基于地图的综合信息的可视化表达形式的过渡、从单一内容向多内容表现的过渡。与此同时，社会应用的愈加深入，使得社会各界对轨道交通基础地理信息可视化产品的需求也愈加强烈。为了彻底改变技术落后、管理滞后、产品落伍的现状，我国轨道交通工作者们积极开展轨道交通基础地理信息的可视化技术研究，力求通过对多媒体与可视化等技术的综合利用，开发出一系列能满足城市交通管理、规划、施工等多方面需求的标准化轨道交通基础地理信息产品;同时，力图提供可推广、规模型的轨道交通信息服务，促进城市轨道交通与社会之间的协调发展。
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4三维可视化的理论基础
4.1可视化技术
可视化技术是指将数据和信息转化成人们可以直观认知的表格、色彩、多维图形、图像、动画等形式，使数据的内容形象、生动、清晰地呈现于计算机屏幕上，并能进行交互处理的理论、方法和技术。其研究包括两方面的内容：一方面研究如何把数据—数值与图像，转化成可视的图形（图像）与可理解的信息的工具，即研究数据的表现与显示，属于可视化技术的纵向技术层面;另一方面研究把可视化技术应用于科学和工程的各个学科，属于可视化技术的横向应用层面。可视化技术的研究涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计、信号处理、用户界面研究等独立而又相关的领域。
空间信息的可视化形式也特别丰富，主要的表现形式及相关应用可以归纳为二维图形图像学方法、三维图形图像学方法、三维表达及虚拟现实技术、三维表达与增强现实技术、时空视化等几个方面。三维可视化是三维 GIS 模块的一项基本功能，在建立、维护和使用三维 GIS 模块的各阶段都会出现。
4.2基于 GIS 的三维可视化
科学计算可视化是运用计算机图形学和图像处理技术将科学计算的结果以及过程转换为图像或图形在屏幕上显示并进行交互处理的理论技术和方法。视觉是理解空间最有用的感觉，因此三维GIS在很大程度上也依赖视觉表现提供更为丰富逼真（具有相片质感）的信息，各种用户结合自己相关的经验与理解就可以做出准确而快速的空间决策。
目前，大多数三维GIS的三维能力甚至被认为士要体现在三维可视化功能上，并且是区别于二维GIS的最重要的特征之一。突出三维可视化功能的三维GIS在许多场合因此又被称为“虚拟现实GIS”、“三维可视化GIS”等等;三维可视化越来越多地成为GIS（不仅是三维GIS）的终端表现形式，并且被认为是不同背景的用户进行空间信息交流和视觉分析与空间认知的有效媒介。
4.3 轨道交通基础地理信息三维可视化的内容
轨道交通基础地理信息三维可视化组成轨道交通基础地理信息管理系统中的三维显示模块。在该模块中以三维显示平台为基础，研究轨道沿线基础地理数据三维可视化显示有效组织方案。
具体来说是利用地理信息系统为主控模块对现有资料进行标准化和规范化处理，建立与轨道基础地理信息有关的环境背景数据库，具体有工程地质资料数据库、水文地质资料数据库等。三维显示模块就是对数据库中所有的数据进行可视化三维表达，具体包括：轨道沿线各种管线三维可视化研究，轨道交通沿线建筑物三维可视化研究（建筑物建模及建筑物贴图），轨道交通沿线钻孔信息可视化技术研究，轨道交通沿线地层信息可视化技术研究，以及轨道交通道路三维模拟和仿真研究等。阐述三维可视化的理论基础，轨道交通基础地理信息的可视化表达正是可视化技术和 GIS 技术两者结合的应用。
5.结语：
阐述三维可视化的理论基础，轨道交通基础地理信息的可视化表达正是可视化技术和 GIS 技术两者结合的应用。本文从可视化技术的概念出发，介绍三维可视化的方法与三维场景中的数据变换基础上，引出了基于 GIS 技术的三维可视化并进一步分析了轨道交通基础地理信息三维可视化的内容。
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论文作者:黄志林
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/3
标签：轨道交通论文; 技术论文; 地理信息论文; 基础论文; 城市论文; 数字论文; 信息论文; 《基层建设》2016年15期论文;