李根
苏交科集团股份有限公司 南京市建邺区210019
摘要：铁路选线需要研究和分析地形，如选线周围的山谷、水系、村庄和建筑物的分布。在以往的方法中，由于地形图中数据较多，地形复杂，在选线过程中需要反复研究和分析地形图，但这在一定程度上影响了选线的准确性，增加了铁路工作者的工作量，因此合理使用选线方法至关重要。
关键词：铁路建设；选线要素；线路设计；
随着我国经济的不断发展，为了满足现阶段运输的需求，我国对铁路的建设也在逐年增加，但是由于我国地域辽阔，地形复杂，所以在铁路选线上也必须加以重视。铁路选线是铁路建设的基础，只有对铁路线路进行合理的选择与设计，才能保证铁路建设工作的开展。
一、铁路选线要素
1.铁路选线要素概述。（1）根据我国政治经济建设等方面的需求；（2）根据铁路建设区域的自然地理情况及资源类型与硬件设施等；（3）根据选线区域的地形、地貌及水与土壤方面；（4）根据该地区域的建筑设计、交通等有人类活动痕迹的因素；（5）对于该地区的保护自然资源及人文资源。
2.具体说明选择要素。我们可以选择我国北部地区的36万平方公里的地方，运用地图底图对该地区铁路修建要素进行分析：该地图比例为1:1，其中采用TIF数据；从底图上可以得知，该地区地形比较平坦，地区之间高差不大，平原与山区分界明显；该地人口众多，对水资源的使用也比较广泛，大多用于农业灌溉；该地区的土质及各方面的条件比较稳定，适合铁路建设，没有重点保护的人文景观及自然资源。通过以上分析，我们可以将该地的铁路选线要素概况分为以下几个方面：公众居住地、水源、高度、道路。对于这些要素在选线之前还必须进行进一步的划分，如公众居住地主要是指居民的房屋面积及数量，水源主要是指该地区的水资源，主要包含河流湖泊、灌溉用水等，道路主要是该地区所有的道路设施。接下来分析这些要素，并进行数据计算，从而可以得出该地区铁路选线各要素之间的关系，及所占的比例并进行汇总。
二、铁路选线要素的实例分析
为保证铁路选线方法的科学性、合理性，运用了ArcGIS软件平台，并结合新的研究处理方法，以便高效合理地处理地形图，为铁路选线设计及应用提供精准的数据支撑。在我国北部地区，我们可选择约36万平方公里的区域，并运用地图底图分析该地区的铁路修建要素。依据底图的TIF数据,分析可得以下结论：其一，该区域地形平坦，山区与平原分界明显，且地区之间高差较小；其二，该地区人口众多，水资源的利用范围广泛，且多用于农业灌溉；其三，该地区的土质、水文等条件较为稳定，并无重点保护的自然资源及人文景观。总之，该区域的铁路选线要素可划分为道路、高度、水源、居住地等，还要在铁路选线前针对相关要素进行进一步细化，例如道路就包含该地区所有的道路设施。在分析这些要素时，有必要进行数据计算，以明确铁路选线各要素之间的联系，并汇总相关比例，具体论证各要素所占权重。例如，高度所占权重（WI）为0.5274，水系中水库所占权重（WI）为0.1567。
三、铁路选线要素在线路设计中的运用
1.底图的系统处理。在底图导入ArcGIS软件前，要做好底图的系统处理，为下一步的图像处理工作做好准备。首先，转化经纬坐标。要得到XY坐标，就要转化图像上的经纬坐标，随之将栅格数据导入ArcMap模块，使图像上的对应点与XY坐标相互关联。其次，合成图片及结果。
在选出投影坐标后，要利用ArcGIS软件编辑铁路选线要素，如水库（SK-面状要素）、主要道路（ZD-线状要素）等，并使各项要素与DEM合成而得图片及结果。最终，得到该范围图片。要对合成图片及结果进行Buffer分析，由于叠加分析的基础是各线路要素的属性与空间，在此之前还要针对各个图层进行赋值，其依据是铁路各选线要素AHP的成果，即可得出各要素影响范围的相关数据，并经过系统处理得到该范围图片。
2.起点和终点的选取。运用ArcGIS软件，就可对铁路选线各要素进行分析，以得出该区域各要素的具体数据及状态，其后依据各选线要素的分布及属性情况，就可运用ArcGIS软件进行大致的铁路选线设计。在铁路选线的设计中，要保证起点与终点的固定性，其后依据各要素信息进行相关规避操作，以设计出该区域内铁路修建的最优线路。依据上述分析，可进行相关实践。具体而言，若起点与终点固定，可将两个点连接，并在共同投影面下再建一个线状要素。此外，由于铁路起止点的选取对线路设计具有极大影响，且要考量环境保护、国家政治、人文环境等因素，其测量和选取通常要在铁路线路设计前。因此，运用ArcGIS软件，只需将关键性选线要素赋值的分析结果投至底图，并标出相应的线段结点，即可进行铁路线路的尝试设计。
3.线路交点调试。考量地理环境的未知性、复杂性，先期的线路设计已在极大程度上规避了各项选线因素，但实际的选线过程仍会与相关因素发生冲突。例如，新建单线铁路，在设计中不仅是一个线状要素，还具有一定的影响范围。因此，在线路设计时，要注意观察所选择线路附近的各项影响因素，并分析各因素的影响范围。具体而言，可运用ArcGIS技术进行反复性的线路交点调试，其后生成新建线路的Buffer，使之与附近各选线要素的图层相互叠加，以得出选线要素的总体影响面积及范围。总之，以上步骤均需反复进行，以得出科学的结论，这个过程是铁路线路设计的重要部分，即空间定位。
4.地形高度的分析。为保证数据的准确性、系统性，在运用ArcGIS软件进行反复设计的基础上，还要具体分析铁路选线的各个因素，例如地形高度可极大地影响铁路的修建过程。若地形高度值较高，那么铁路修建的难度也就较大，而人力物力的支出就会较大。因此，在铁路线路设计中，尤其要注重地形高度问题。具体而言，在铁路线路设计中，其起终点的设置是综合考量了诸多因素，而地形高度是难以改变的，故而只能最大限度地解决坡度问题。依据ArcGIS软件上的数据及图像，可得到该区域内的地形高度，将之与道路、水系、居住地等因素进行叠加分析，若存在区域内高差较大的情况，可进行相关的桥梁设计，若存在铁路实际预算超出的情况，可适当修改线路设计方案，体现于铁路铺设位置的调整，以保证线路质量，并降低修建成本。
5.要想在铁路线路设计的过程中得到更准确、更系统的数据，就要使用该软件对线路进行反复的设计。在我们讨论影响铁路选线的各个因素中，高度会对铁路修建过程造成很大的影响，如果其值越高，对于铁路修建的难度就越大，这样就会加大人力及财力的支出，所以在线路设计中，对高度的问题应格外注意。在设计过程中，铁路线路的起终点是根据一些因素的综合考虑而得出的，对于其高度并不能改变，所以不能存在明显的坡度问题。根据软件上的图像和数据，我们可以判断出该区域的地形高度，并与水系等因素叠加分析，若该区域的高差很大，可以选择对该地段进行桥梁设计，若超过铁路的实际预算，可以对铁路的设计方案进行适当修改，调整铁路线路的铺设位置，尽可能降低成本并保证铁路线路的质量。
总之，做好铁路的线路设计工作，各选线要素的论证要结合实地考察。具体分析了地形地貌、人文资源、交通线路等铁路选线要素，并运用ArcGIS软件平台，为铁路选线设计及应用提供了精准的数据支撑，论证了各选线要素所占权重，提出了转化经纬坐标、铁路选线要素编辑、进行Buffer分析、各图层赋值、新建线状要素、反复线路交点调试、图层相互叠加分析等策略。
参考文献：
[1]尹红玉.铁路选线要素在线路设计中的具体应用研究.2019.
[2]赵峥泰.何浩宇，等，铁路选线要素分析及其在线路设计中的应用.2020.