铁路选线是线路工程师根据相关规范在三维空间中选定线路位置的过程,规范中线位约束条件主要包括平、纵断面约束和其他约束。而在复杂地质区域的选线设计中,不良地质已成为决定线路走向的主要约束条件。目前在三维可视化选线平台中普遍缺少对地质信息的集成应用和有效表达,对于山区的铁路侧重于地质选线而言并不能满足这种要求。因此,如何在数字选线系统中直观的表达和分析不良地质信息已成为选线领域研究热点和难点。本文以“基于地质实体建模的三维空间选线方法研究”为题,结合工程实际开展相关研究。论文主要研究工作和取得的成果如下:(1)研究铁路三维地形场景的快速建模的方法;针对铁路地形分块过程中出现裂缝的问题,提出了内插加边界点填补裂缝的解决方案;针对铁路三维场景模型数据庞大、种类繁多的问题,提出了高效组织和管理场景的方案。(2)研究线路实体模型和三维景观的三维可视化建模方案;对路堑和隧道洞门处的地形进行实时开挖并剔除,从而实现线路实体与地形环境完美融合;研究了基于线路三维可视化选线平台的土石方量的计算方法。(3)采用对不良地质矢量边界内地表高程点构建不规则三角网(TIN)并叠加遥感解译影像的方法实现了地质体表面模型建模;基于钻孔数据实现了地质钻孔和地质剖面建模;利用GTP法构建地下三维地质体模型;实现大比例尺地质对象提取建模与可视化表达;基于GIS平台建立地质信息管理系统。(4)提出三维地质环境、线路纵断面和线路与地质体空间冲突检测三者交互设计定线的方法;实现了基于地质实体对象建模的选线应用和局部地段线路构造物方案的比选;在考虑不良地质和地质体模型基础上,建立基于遗传算法的选线优化设计模型并进行实例验证。(5)基于研究的理论和方法,以GIS和OSG为平台建立基于地质实体建模的三维空间选线系统。经实例验证表明,本文提出的理论与方法切实可行。