城市轨道交通因其运量大、快捷、舒适、低污染的优势成为城市解决公共交通问题的有效途径。城市轨道交通线路主要穿越城市中心区域,线路走向与空间位置的选择将直接影响沿线周边居民的生活条件和城市景观建设,而传统的线路规划设计方法难以在复杂的城市环境中发现潜在的冲突问题,如地下线与地下管网、建筑桩基的碰撞,地面线和高架线给城市规划带来的噪音和景观问题。采用基于3DGIS可视化环境的选线方法,能够直观评价设计效果,将精细的BIM模型作为信息来源可以更智能地进行空间查询和环境影响评价,能够有效改善目前城市轨道交通设计方法存在的不足。论文基于3DGIS与BIM技术对轨道交通三维线路设计中涉及的理论方法和关键技术进行了研究,完成了城市轨道交通三维空间选线系统的开发。论文的主要研究内容和成果如下:基于City Maker SDK组件式开发了三维空间选线系统,主要研究了快速构建城市三维景观、三维空间线路设计方法、线路构造物BIM快速建模、线路方案优化等相关问题。(1)针对城市道路结构特点,在City Engine中通过Python脚本快速生成具有真实地理特征属性的城市道路网,并导入城市三维环境中。提出一种城市三维景观快速建模方法,实现快速建立城市建筑、水系、小品等模型。(2)结合《地铁设计规范GB50157-2013》的相关规定,系统研究了线路数据结构和曲线要素参数计算方法,基于City Maker平台开发了城市轨道交通线路三维设计子系统,解决了线路曲线要素的模型渲染、线路动态调整、标签插入、提取线路中心线数据等问题,实现了在三维空间下城市轨道交通的线路快速设计。(3)根据线路中心线数据,基于Revit API开发实现了轨道交通铁路构造物BIM模型的参数化建立和自动拼装。根据真实的管线数据和地质钻孔数据,实现了快速建立城市地下管网模型和地质实体模型。(4)总结了BIM与3DGIS的数据融合机理,研究分析了City Maker平台对BIM数据的兼容和优化能力,并基于City Maker SDK空间查询、相交分析等方法,实现了快速确定线路影响范围和铁路构造物与既有城市构造物的碰撞检测分析,为线路方案的优化提供解决方案。