專利名稱：多線鐵路三維橫斷面圖形顯示方法
技術領域：
本發明涉及鉄路設計方法，尤其涉及鉄路設計中多線鐵路三維橫斷面的圖形顯示方法。
背景技術：
傳統鉄路橫斷面圖主要是基于樁號斷面的ニ維設計圖，是ー種靜態的圖形顯示，通常按單線鉄路、并行雙線鐵路等相對獨立的路基本體設計。對于多線鉄路，特別是大型鐵路樞紐，線路交叉疏解復雜，各線軌面高差、線間距頻繁變化，橫斷面相互影響，傳統的橫斷面圖無法全面直觀的表達多線鉄路任意位置的路基橫斷面信息，如路基逐步分離地段，設計人員及復核、審查人員難以及時判斷工程設計是否合理等。同時，對于多線鐵路，在前期設計階段，不能完全確定各段落斷面的基線，傳統的橫斷面設計及圖形顯示對于基線的切換需要組織調整大量的數據，給工程設計帶來困難，從而影響工作效率和工程質量。
發明內容
針對傳統ニ維橫斷面圖所存在的問題，本發明提出一種全新的多線鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，通過構建多線鐵路三維場景，一次建模顯示和標注任意多條設計線路、任意里程位置的三維橫斷面圖形，顯示多線路基橫斷面設計成果，清晰表達設計意圖，直觀反應各種復雜關系。能夠沿線位連續動態瀏覽三維橫斷面，并且可以隨意切換基線快速查看不同狀態的三維橫斷面圖形，同時完全支持傳統的單線鉄路、雙線鐵路的橫斷面圖形顯示。本發明所涉及的多線鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，其特征在于該方法包括以下步驟S1、構建多線鐵路三維場景首先組織多線鐵路基礎數據，包括線位數據、數字地面模型和ニ維橫斷面設計數據，然后構建多線鐵路三維場景。多線鐵路基礎數據不限定線位的個數。S2、裁剪三維場景首先設定三維橫斷面的當前線位里程，然后通過近剪切平面、遠剪切平面裁剪三維場景，控制多線鐵路三維橫斷面模型的圖形顯示。S3、計算標注信息首先計算當前線位里程處的法線，通過法線與各線位求交，獲得各線位中心點的三維坐標；然后計算多線鉄路三維橫斷面模型的標注信息，包括計算相應標注里程、軌面高程、路肩高程，并從左至右計算各相鄰線位之間的線間距。s4、計算ニ維屏幕坐標首先獲取投影變換矩陣和視ロ信息，然后構造三維空間坐標到對應ニ維屏幕坐標的換算矩陣，計算當前里程處各線位中心點對應的ニ維屏幕坐標。S5、標注三維橫斷面模型利用ニ維屏幕坐標固定支撐件標注多線鐵路三維橫斷面模型，標注內容包括各線位的模型名稱、標注里程、軌面高程、路肩高程、線間距。各標注內容的標注位置由各線位中心點對應的ニ維屏幕坐標經過偏移計算確定，從而標注三維橫斷面模型。S6、交互控制圖形顯示交互控制多線鐵路三維橫斷面的圖形顯示，包括指定當前線位里程，交互瀏覽任意里程斷面的靜態圖形顯示；切換基線查看不同狀態的三維橫斷面圖形；設定一條線位作為路徑，動態連續的瀏覽三維橫斷面的圖形；根據交互操作和瀏覽的實際需要，三維橫斷面模型的標注信息及標注位置，實時自動計算更新；通過設定控制顯示狀態，實現不同標注內容的組合顯示，滿足查看的需要。該發明的有益效果是不再局限于顯示傳統單線鐵路、并行雙線鐵路的ニ維橫斷面圖形，能夠同時實現多條鐵路線路三維橫斷面的圖形顯示，不僅限于針對樁號里程斷面的靜態圖形顯示，實現了連續里程斷面的動態圖形顯示，自動化程度高，通用性好，具有明顯的推廣應用價值。
圖I為多線鉄路三維橫斷面圖形顯示方法的流程圖。圖中標記說明S1、構建多線鐵路三維場景S2、裁剪三維場景S3、計算標注信息S4、計算ニ維屏幕坐標S5、標注三維橫斷面模型S6、交互控制圖形顯示
具體實施例方式參照
本發明的具體技術方案。由圖I的流程圖所示，本發明涉及的多線鉄路三維橫斷面圖形顯示方法的步驟包括構建多線鐵路三維場景、裁剪三維場景、計算標注信息、計算ニ維屏幕坐標、標注三維橫斷面模型、交互控制圖形顯示。S1、構建多線鐵路三維場景首先組織多線鐵路基礎數據，包括線位數據、數字地面模型和ニ維橫斷面設計數據，然后構建多線鐵路三維場景。多線鐵路基礎數據不限定線位的個數。S2、裁剪三維場景首先設定三維橫斷面的當前線位里程，然后通過近剪切平面、遠剪切平面裁剪三維場景，控制多線鐵路三維橫斷面模型的圖形顯示。S3、計算標注信息首先計算當前線位里程處的法線，通過法線與各線位求交，獲得各線位中心點的三維坐標，然后計算多線鐵路三維橫斷面模型的標注信息，包括計算相應標注里程、軌面高程、路肩高程，并從左至右計算各相鄰線位之間的線間距。S4、計算ニ維屏幕坐標首先獲取投影變換矩陣和視ロ信息，然后構造三維空間坐標到對應ニ維屏幕坐標的換算矩陣，計算當前里程處各線位中心點對應的ニ維屏幕坐標。S5、標注三維橫斷面模型利用ニ維屏幕坐標，標注多線鐵路三維橫斷面模型，標注內容包括各線位的模型名稱、標注里程、軌面高程、路肩高程、線間距。各標注內容的標注位置由各線位中心點對應的ニ維屏幕坐標經過偏移計算確定，從而標注三維橫斷面模型。S6、交互控制圖形顯示交互控制多線鐵路三維橫斷面的圖形顯示，包括指定當前線位里程，交互瀏覽任意里程斷面的靜態圖形顯示；切換基線查看不同狀態的三維橫斷面圖形；設定一條線位作 為路徑，動態連續的瀏覽三維橫斷面的圖形；根據交互操作和瀏覽的實際需要，三維橫斷面模型的標注信息及標注位置，實時自動計算更新；通過設定控制顯示狀態，實現不同標注內容的組合顯示，滿足查看的需要。
權利要求
1.一種多線鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，其特征在于，包括以下步驟構建多線鐵路三維場景(S1)、裁剪三維場景(S2)、計算標注信息(S3)、計算二維屏幕坐標(S4)、標注三維橫斷面模型(S5)、交互控制圖形顯示(S6);構建多線鐵路三維場景(S1),組織多線鐵路基礎數據，構建多線鐵路三維場景；裁剪三維場景(S2)，通過近剪切平面、遠剪切平面裁剪三維場景，控制多線鐵路三維橫斷面模型的圖形顯示；計算標注信息(S3),首先計算當前線位里程處的法線，通過法線與各線位求交，獲得各線位中心點的三維坐標，然后計算多線鐵路三維橫斷面模型的標注信息；計算二維屏幕坐標(S4)，首先獲取投影變換矩陣和視口信息，然后構造三維空間坐標到對應二維屏幕坐標的換算矩陣，計算當前里程處各線位中心點對應的二維屏幕坐標；標注三維橫斷面模型(S5)，利用二維屏幕坐標，標注多線鐵路三維橫斷面模型；交互控制圖形顯示(S6),交互控制多線鐵路三維橫斷面的圖形顯示，切換基線查看不同狀態的三維橫斷面圖形，設定一條線位作為路徑動態連續的瀏覽三維橫斷面的圖形，實時自動計算更新三維橫斷面模型的標注信息及標注位置，通過設定控制顯示狀態，實現不同標注內容的組合顯示。
2.根據權利要求I所述的多線鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，其特征在于，所述構建多線鐵路三維場景(S1)中，組織多線鐵路基礎數據包括線位數據、數字地面模型和二維橫斷面設計數據。
3.根據權利要求I所述的多線鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，其特征在于，所述裁剪三維場景(S2)中，通過近剪切平面、遠剪切平面裁剪三維場景之前首先設定三維橫斷面的當前線位里程。
4.根據權利要求I所述的多線鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，其特征在于，所述計算標注信息(S3)包括計算相應標注里程、軌面高程、路肩高程，并從左至右計算各相鄰線位之間的線間距。
5.根據權利要求I所述的多線鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，其特征在于，所述標注三維橫斷面模型(S5),標注內容包括各線位的模型名稱、標注里程、軌面高程、路肩高程、線間距，各標注內容的標注位置由各線位中心點對應的二維屏幕坐標經過偏移計算確定。
全文摘要
本發明公開了一種多線鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，包括構建多線鐵路三維場景(S1)、裁剪三維場景(S2)、計算標注信息(S3)、計算二維屏幕坐標(S4)、標注三維橫斷面模型(S5)、交互控制圖形顯示(S6)。通過構建多線鐵路三維場景，一次建模顯示和標注任意多條設計線路、任意里程位置的三維橫斷面圖形，顯示多線路基橫斷面設計成果，清晰表達設計意圖，直觀反應各種復雜關系；能夠沿線位連續動態瀏覽三維橫斷面，并且可以隨意切換基線快速查看不同狀態的三維橫斷面圖形，同時完全支持傳統的單線鐵路、雙線鐵路的橫斷面圖形顯示，實現了連續里程斷面的動態圖形顯示，自動化程度高，通用性好，具有明顯的推廣應用價值。
文檔編號G06T19/20GK102651146SQ20121010051
公開日2012年8月29日 申請日期2012年4月9日 優先權日2012年4月9日
發明者孔國梁, 李頂峰 申請人:鐵道第三勘察設計院集團有限公司