一．课题来源与背景       课题来自中铁第一勘察设计院集团有限公司科研计划：基于真实感场景的线路协同设计平台研究。课题编号为：院科12-01。二．技术原理及性能指标      1、真实感场景是基于数字立体正射影像技术制作的三维模型。立体正射影像是一种基于影像信息的三维可视化技术。立体正射影像模型是由正射影像和立体匹配影像（或称辅助立体影像）构成的模型。该模型保留了航空影像中富含的大量地表细节信息，在立体显示设备的帮助下，人眼能看到真实的地面景观。在该立体模型上，通过简单的量测方法，非测量专业人员也能轻松量测自己所需要的三维对象信息。基于立体正射影像的原理目前提出的制作和应用方案有"可量测的虚拟现实"、"无缝立体正射影像数据库"。在研究了目前的方案解决方案的基础上，本项研究成果提供了一种新的立体正射模型制作和量测方法：在制作过程中加强对投影方向的控制，并记录航向、基线长度等信息，提高了高程量测的精度，同时通过投影差改正提高了平面量测精度。      2、真实感场景模型不能直接应用到实际设计工作中。真实感场景是一种新的产品，尚未有直接能使用的软件，要将其应用到设计中，还需要加入矢量绘制和编辑工具。本成果利用真实感场景原理，建立了一套三维场景中进行矢量化的设计系统，实现了真实场景下的坐标的量测、矢量图叠加、划线、标注等功能。      CAD系统是当前通用的设计软件，只有将真实感场景下的设计与CAD结合，才能得到广泛的应用和推广。本项研究将真实感场景与AutoCAD系统进行结合，实现了真实感场景与AutoCAD集成的联动设计，研制了相应的算法、软件和可视化工具。      3、提出了以数据为中心的设计协同模式。以分布式数据库系统为中心，建立数据交换平台。本项目提出了可扩展的数据接口，即只定义数据接口的交换方式、索引方式，不定义数据的具体内容格式，以灵活的类型注册机制，解决数据格式可扩展的问题。并在此基础上建立了协同设计平台。三．技术的创造性与先进性       关键技术1：带状工程高精度真实感场景生成与量测方法      通过实验证明本方法能较好地解决传统真实感场景模型精度不均的问题，建立的大范围可量测三维真实感场景精度高、效果好。本项技术已经获得国家发明专利一项（专利名称：一种基于立体正射影像对的大场景立体模型生成及量测方法，专利号：ZL201010114571.X）。并发表文章《大场景立体模型建立及量测方法研究》（《铁道工程学报》2013年2期）。       在理论创新的基础上，制作了真实感场景制作软件，并归纳制定了真实感场景模型的生产流程和步骤，形成了完整的真实感场景模型生产工艺，对生产的数据标准、操作规范、质量控制和质量标准都有详细的描述。目前真实感场景模型已经成为标准的测绘产品，在新建宝兰客运专线项目中，制作2800平方公里；在新建西银线铁路项目中生产2400平方公里。      关键技术2：真实感场景与CAD联动的线路设计方法及软件实现      针对线路设计，本项研究设计了CAD环境下与真实感场景交互的选线系统，不但具备在CAD下进行选线设计的功能（包括：CAD与真实感场景的相互矢量映射、平面设计、纵断面设计、横断面生成、工点设置、工程填挖计算等），还能在真实感场景中进行线路平纵的编辑。相比CAD下平面和纵面分离的形式，真实感场景中线路直接表现为三维形式，更直观更准确。在真实感场景中进行线路方案的比较，更能准确的反应各方案与实际环境的关系，帮助设计者做出准确判断。本项目的设计软件操作简单，对原有的设计流程和习惯改变不大。      关键技术3：可扩展的多专业数据协同方法及协同平台建立 建立了协同设计平台，通过实际应用，证明本平台对现有数据类型兼容良好，专业间协同顺畅，符合线路设计的流程和内容。同时本平台易于各专业自定义新的数据类型，具有良好的扩展性。四、技术的成熟程度，适用范围和安全性      成果技术已比较成熟，已应用于宝鸡至兰州铁路、西安至银川铁路部分路段及兰州中川高速通道全线的选线工作，取得了良好的效果。目前主要适用于铁路的设计工作，由于带状设计工作的相似性，经过一定的改造也能很快适用于公路、电力等部门。由于目前主要用于单位局域网，并且考虑了用户权限控制和成果数据的版本控制，安全性较好。五、应用情况及存在的问题      本平台软件系统目前已应用于宝鸡至兰州铁路、西安至银川铁路部分路段及兰州中川高速通道全线的选线工作，取得了良好的效果。本项研究实现了在三维环境下线路协同设计的方法，为勘察设计领域技术革新奠定了基础，对加快设计进度、降低设计成本、提高设计准确性具有十分重大的意义，推广应用前景良好。      成果虽能提供单机环境下的设计，但要实现多专业的协同，还依赖于局域网环境数据库的支持。可将平台进行部分改造，使其能适应基于因特网的协同设计，解决外业项目部与单位本部开展协同设计的问题。六、历年获奖情况       成果于2013年获中国铁道建筑总公司科学技术一等奖。