地理信息系统(GIS, Geo —Information system)是展示和分析包含空间位置属性的多种信息的强大工具,基于GIS的数字铁路信息系统综合全球卫星定位、遥感等技术,实现铁路系统资源的高效管理和直观展示,在铁路的探勘设计、建设施工、运营维护等方面发挥着重要的作用。铁路沿线附近的自然地形地貌、人工建筑、工点设施等构成一个复杂而综合的系统,铁路从规划到设计、施工、运行需要跨越许多年的时间,因而包含空间、时间信息的铁路系统数字化建模及可视化方法,是铁路信息化建设的重要研究方向。本文选题来源于中国路桥公司科技开发项目,以肯尼亚蒙巴萨-内罗毕(蒙内)铁路建设施工信息化关键技术研究与应用为背景,侧重三维GIS模块包含空间、时间信息的数据建模与可视化技术研究与实现。本文的主要贡献包括：面向铁路施工管理的参数化铁路工点建模方法,利用静态CAD设计图纸构建可以形象展示施工进度的三维GIS模型。该模型利用铁路工程工点设计参数、定位参数、施工进度参数驱动特征造型系统实现几何建模,在三维GIS系统中实现几何模型由施工坐标系至WGS-84坐标系的定位与装配,进而利用施工参数驱动GIS三维模型的动态变化。在实现过程中,利用三维建模系统及GIS系统的二次开发接口,实现施工日报参数驱动的铁路桥梁、路基、隧道施工进度实时可视化。基于多源数据动态展示铁路施工进度的可视化方法,应用于铁路建设指挥部大屏幕监控。构建铁路施工GIS映射图元(RGU, Railway GIS Unit),将包含空间、时间属性的铁路施工工点信息映射为GIS中的地形、影像、三维模型、矢量、标签；利用RGU图元构建铁路施工场景排序列表；可视化过程中,基于当前空间、时间参数,解算需要显示的GIS元素,生成GIS场景树,驱动GIS系统实时绘制。利用本文的三维铁路模型建模方法,生成的蒙内铁路模型,可以与蒙内系统中铁路沿线的地形地貌、施工环境良好切合,并辅助工程进度的跟踪与直观展示。基于GIS的多源数据可视化方法集成铁路建设信息系统工程进度管理模块,完整、实时地呈现了铁路建设的施工进度信息和预计完工模型,为三维信息系统的实现提供了有力的帮助。本文工作进一步规范化后,有助于快速定制面向其他铁路施工管理的GIS系统。