В настоящее время проектирование железных дорог и других линейных сооружений основано на использовании пространственных моделей и проектов, получаемых в геоинформационных системах [1–3]. Это относится к организации трассирования линий, формирования буферных зон, формирования цифровой модели верхнего строения пути [4–6]. Технология выноса в натуру трассы определяется уровнем развития пространственных моделей и методов пространственного анализа. Это обуславливает применение и развитие методов моделирования при проектировании трасс железных дорог. Это моделирование может быть разным, автоматизированным [7], цифровым [8] и информационным [9–11]. Целесообразность развития технологий проектирования на основе использования ГИС определяется существенным ростом возможностей геоинформационных систем и технологий [1, 12, 13]. Для реализации высокоточной укладки трассы линейного сооружения (железная или автомобильная дорога, магистральный трубопровод, линия электропередач и т.п.) необходимо разработать метод проектирования, использующий цифровые модели рельефа местности, обеспечивающие построение продольного профиля поверхности земли (черного профиля) по заданному направлению на участке длиной 30–50 км [8]. Цифровые модели [14–16] представляют собой разновидность пространственных информационных моделей [17]. Они создаются на основе измерительных и геодезических работ [18, 19], включая спутниковые методы измерения [20, 21]. Цифровая модель подразделяется на первичную и вторичную. Первичная модель представляет собой несистематизированные результаты измерений. Вторичная представляет собой совокупность трехмерных координат точек земной поверхности.
При цифровом моделировании рельефа выполняют два этапа работ. Первичное измерение точек местности и последующее формирование математической поверхности. Измерение точек местности [18] производят в зависимости от геологического строения местности, сложности рельефа, ситуационных особенностей местности, способа и средств измерений. В связи с этим применяют разные методы [19].