铁路是国民经济的生命大动脉,为了有效实施西部大开发,国家加大了西部铁路网络建设,这些铁路主要分布在我国西部第一、二级地貌阶梯上,山高谷深,环境恶劣、交通不便,工程地质条件复杂,不良地质体类型繁多。在这些地区进行铁路选线采用常规地质勘察方法显得捉襟见肘,野外勘察范围有限,外业劳动强度大,工作进度缓慢,勘察质量难以保证;铁路工程地质勘察工作需要大量信息和资料的支持,同时也产生大量的成果数据,面对这些多源信息传统的文件管理模式也束手无策;目前我国铁路设计都是在二维地图上进行,缺乏立体感、不直观。在铁路工程地质勘察中采用遥感、GIS、三维可视化等新技术新方法,可以很好地克服以上局限,加快工作进度,并从整体上提高和保证工程地质勘察水平和质量。遥感技术为支持铁路勘察、规划和建设工作的数据采集和更新提供了必要的数据源;它的应用可以扩大地质勘察范围,克服地面调查的局限性,增强预见性,并可减少外业工作量,提高调查效率;通过遥感和三维可视化技术的应用可以对拟定线路穿越区的地形、地貌、地物、地质条件进行总体的认识和把握,准确直观地提取沿线工程地质条件和不良地质体等信息;而GIS技术为铁路地质勘查多源空间数据的存储、管理、分析和应用提供了强有力的技术支撑。本文在详细分析铁路工程地质有关信息的基础上,综合运用RS、GIS、三维可视化技术,对西部山区丽江-香格里拉、大理-瑞丽和兰州-重庆广元至重庆段三条新建铁路进行了遥感信息提取和遥感三维可视化仿真,并研制了铁路工程地质多源信息管理系统。取得了以下主要成果和认识:(1)针对中国西部山区恶劣的环境条件和复杂的地形、地质条件,提出了综合应用遥感、GIS和三维可视化技术进行铁路工程地质勘察信息提取和多源数据管理的技术方案,为山区铁路工程地质勘察和选线提供新思路。(2)以往的铁路工程地质遥感调查中,多选择Landsat卫星影像或航空相片为数据源。前者分辨率低对断裂构造有好的解译效果而对不良地质现象解译效果较差;后者可以有较高的分辨率且可以进行立体观测,但单张相片覆盖的范围较小,几何校正和图像镶嵌处理困难,且为黑白相片,信息量有限。本文主要对SPOT5影像在铁路工程地质勘察中的数字处理和信息提取的关键技术进行了研究,同时在构造提取时辅以ETM+影像,在重点滑坡解译时将航片与SPOT5影像进行融合,获得了高质量的影像图和解译效果,证明了将多源遥感影像用于铁路工程地质勘察的优越性。(3)利用高精度遥感影像可以直接勾绘出不良地质体的发育范围,并确定类型和性质,同时,还可以结合其他资料和不同时期的遥感图像分析其产生的原因、分布规律、危害程度和发展趋势。与传统的地面调查相比,速度快,成本低,准确率高,效果好,可以收到事半功倍的效果。遥感技术是西部山区铁路工程地质调查和选线不可或缺的手段之一。(4)利用三维可视化技术将高精度DEM与正射遥感影像叠加建立三维遥感模型,提供可供反复使用的真实、直观地面景观影像和连续的漫游动画,辅助铁路工程地质三维信息提取和选线决策。遥感图像三维可视化及影像动态分析方法为铁路沿线地质调查工作开拓了新的工作思路,对加快铁路地质调查工作现代化进程具有重要意义和实用价值。(5)针对铁路工程地质勘察信息数据量大、数据类型复杂等特点,采用LIBRARIAN分图幅数据管理技术进行铁路工程地质多源数据建库。LIBRARIAN通过对空间数据分块,并以建立空间索引的方式进行数据访问,可以方便快速地提取、查询、显示及维护空间数据,为铁路工程地质多源数据的管理提供了新思路。(6)以ArcGIS软件为平台,在充分利用ArcGIS软件本身强大功能的基础上,采用VB+AO方式,开发出了铁路工程地质多源信息管理系统,实现数据库的管理、查询检索、空间分析、图形输出、三维虚拟行等功能,为铁路设计施工提供了数据源和决策平台。本文研究表明在西部山区的铁路工程地质勘察与选线工作中,综合运用遥感技术、GIS技术和三维仿真技术可以扩大勘察范围、减少外业工作量、加快工作进度、提高地质勘察水平和质量,增强工程地质多源信息的有效管理与利用,为铁路建设的可视化、数字化、人工智能化管理提供技术支撑。