二三维数据一体化在数字井巷工程中的研究与实现

为了解决了传统的数字矿山井巷工程系统中二三维数据分离存储、数据更新维护不方便以及二维与三维功能难于集成的问题,文中在分析了二三维一体化技术体系原理的基础上,阐述了如何定义二三维地下巷道数据结构;介绍了如何根据二维矢量数据自动创建三维巷道模型,使得二维和三维数据在数据模型和结构上具备良好的兼容性,并在数字矿山井巷工程中实现二三维数据的一体化。     

基于Voxler的瞬变电磁勘探三维解释技术研究

瞬变电磁勘探是对地层富水区较敏感的一种探测法,已经得到广泛推广,但目前探测结果和解释仍处于二维水平,直观性和立体感较差,不利于钻探时钻孔设计。本文从探测方案设计、数据坐标构建、三维模型成图等方面探讨了瞬变电磁勘探的三维解释技术关键,并运用Voxler软件对长平矿4312工作面瞬变电磁勘探数据建立模型,实现直观性较强的立体三维成果图,通过与后期打钻验证数据对比分析,得出该三维解释技术较可靠。     

复杂地质体FLAC3D模型快速生成

直接利用FLAC3D软件建立复杂三维地质模型比较困难,而使用AutoCAD软件可以建立复杂三维模型,且方便、快捷和精确.将AutocAD软件建立的复杂三维模型导入到ANSYS软件中,使用ANSYS软件对模型进行网格划分,使用ANSYS软件与FLAC3D软件的接口程序,将ANSYS软件已经划分过网格的三维模型的单元数据转换为FLAC3D单元的数据,在FLAC3D软件中导入三维模型,从而实现在FLAC3D软件中快速建立复杂三维地质模型.这为利用FLAC3D软件对复杂三维地质模型进行分析提供了一种便利的手段.该方法借助于AutoCAD软件的优点,使得在FLAC3D中精确快速建立复杂地质体三维模型更快捷.用此法建立贵州瓮福磷矿的某一复杂三维边坡FLAC3D模型,对该模型进行了稳定性分析.经分析该边坡的安全系数为3.03,边坡处于稳定状态.借助于该法可使利用FLAC3D进行复杂三维模型的分析更快捷.     

定源瞬变电磁数据的时频转换反演技术研究

目前定源回线瞬变电磁数据处理主要还是通过一维反演进行视电阻率计算。为了实现时域瞬变电磁数据快速三维正反演,提高反演精度,基于时频转换理论,采用正则化技术、有限差分法和NLCG反演算法,研究了理想模型及实测数据频域的三维正反演。解决了时频转换过程中矩阵奇异性求解的问题,成功实现了瞬变电磁响应时域向频域的转换和瞬变电磁响应频域的三维正反演。     

基于Minex的露天矿三维地质模型的建立及可视化研究

利用Minex.6.0软件以新疆后峡煤田黑山露天煤矿为例,构建了地质数据库,将钻孔数据和煤层信息数据成功地导入Minex数据库中,实现了钻孔数据的三维可视化。研究探讨了Minex.6.0软件的构模方法和理论,采用界面构模法,建立了地表模型和矿体三维模型统一形成了新疆后峡煤田黑山矿区矿床的空间三维模型系统并实现了可视化。     

CMS及三维可视化技术在采空区探测中的应用研究

通过空区探测系统（CMS）采集空区三维数据,由三维可视化矿业软件3Dmine处理数据并建立三维模型,可以精确获取采空区的空间几何参数,不仅提高了空区数据采集的安全性,还具有效率高、可视化效果好等特点。在石人沟铁矿空区探测的实践证明,基于CMS探测建立的三维可视化模型可以得到采空区的精准数据,为空区的处理、回采贫损控制及空区稳定性分析等提供了必要的参考。     

CMS及三维可视化技术在采空区探测中的应用研究

通过空区探测系统CMS）采集空区三维数据,由三维可视化矿业软件3Dmine处理数据并建立三维模型,可以精确获取采空区的空间几何参数,不仅提高了空区数据采集的安全性,还具有效率高、可视化效果好等特点。在石人沟铁矿空区探测的实践证明,基于CMS探测建立的三维可视化模型可以得到采空区的精准数据,为空区的处理、回采贫损控制及空区稳定性分析等提供了必要的参考。     

某矿山公园3D漫游系统设计及实现

以某矿山公园的二维矢量数据为基础,采用Google SketchUp6.0软件平台,通过三维模型构建、渲染及漫游定制等过程,初步构建了一个矿山公园三维GIS系统实验原型,实现了与ArcGIS软件之间的交互,结合ArcGIS软件进行三维矿山公园场景驱动的开发工作,形成了矿山公园的三维建模场景再现,在Google SketchUp6.0中实现的建模效果与ArcGIS Engine中各种控件的浏览漫游功能统一起来,开发了一个简单的矿山公园三维漫游系统。     

露天矿土地复垦三维可视化研究

随着无人机摄影测量技术和GIS技术的快速发展，倾斜摄影测量及三维建模技术被广泛应用于国土、城市规划，智慧城市建设等领域。传统的矿区二维复垦规划不利于实现高效的规划方案评价、规划成果展示以及规划前后效果对比。通过无人机倾斜摄影测量获取三维数据，基于SuperMap软件，对矿区土地复垦三维景观建模及可视化方法进行了研究。以唐山市某露天矿为例，利用无人机倾斜摄影测量进行数据采集，分别使用Pix4D mapper和Smart3D Capture软件进行数据处理，从而获取矿区的现状数据。根据现状数据和规划方案，使用AutoCAD软件完成平台和边坡的土地复垦方案设计。将AutoCAD复垦方案转到ArcGIS平台下进行不规划三角网（TIN）地形建模，将构建后的TIN网转为中间软件Sketchup格式后再转为3DMax格式，在3DMax软件中进行纹理贴图精细建模。将3DMax精细三维模型在保证空间参考不变的前提下转为SuperMap软件格式，最终在SuperMap软件中实现了土地复垦方案评价、规划效果展示以及规划前后对比。研究表明：在无人机倾斜摄影测量数据的基础上，将规划模型在不丢失三维纹理渲染效果、空间参考不变的前提下经过多种GIS平台转化，实现了基于SuperMap软件规划数据与现状数据的无缝拼接的真三维可视化，对于基于无人机矿山生态修复规划的三维建模有一定的借鉴意义。     

基于MapGIS SDK的矢量数据坐标转换程序的设计与实现

文章对MapGIS6. 7平台的点、线、面3种矢量数据批量坐标转换方法进行了研究。利用最小二乘法拟合平面4参数模型的转换参数,基于Visual Basic 6. 0和MapGIS SDK67开发了具有平面4参数计算和图形矢量数据批量转换功能的坐标转换软件,实现MapGIS矢量数据在不同坐标系统之间的快速、批量坐标转换,显著提高了MapGIS矢量数据的坐标转换效率。利用该软件转换后的矢量数据的空间精度和属性精度可靠,已在多个县级坐标转换工作中得到了应用和验证。     

地下矿山采空区探测及综合治理研究与应用

针对采空区的特点,提出了空区探测、建模、稳定性分析及治理的一体化空区围岩稳定性评判综合治理技术,实现了复杂空区探测（CMS空区探测）-采空区三维模型构建（采用有关矿业软件）-数值计算（采用FLAC^3D等）之间的耦合链接,并结合案例介绍了其在多个矿山的成功应用。     

矿区土地复垦规划三维可视化技术

为了解决传统的二维矿区复垦平面规划不能满足用户对空间数据和属性数据进行表达和分析的问题,研究了基于ArcGIS的矿区土地复垦三维景观模型的构建及可视化方法。利用ArcGIS 平台的3D Analyst模块,建立矿区土地复垦区的三维景观模型,并对复垦区进行坡度、坡向分析和挖填方分析,根据分析得到的数据确定耕地、林地、居民区、道路、鱼塘等景观实体在三维景观模型中的位置、面积及范围,并对三维模型整体区域进行科学合理的景观规划,实现了较大程度的真实场景规划。以焦作市冯营矿区为例,研究了通过复垦区景观三维可视化技术进行规划的应用过程。结果表明,所研究的基于ArcGIS的矿区土地复垦三维景观模型的构建方法直接准确,有助于提高矿区整体土地复垦效率及景观规划的科学性和真实性。     

虚拟样机的二维技术应用

介绍面向虚拟环境的产品运动学分析中,由三维模型数据转换为二维数据,给出了坐标正转换和逆变换公式,并结合内燃机虚拟样机进行验证     

CMS-VRML耦合的网络环境下采空区三维可视化方法

针对精确获取的采空区三维数据难以在Internet上可视化表达的问题,提出了在网络环境下,基于CMS-VRML耦合的采空区三维可视化方法。运用CMS精确获取采空区的三维空间数据,使用CMS-PosProcess软件将TXT格式的原始数据转换成DXF格式文件,利用VRML软件对DXF格式的三维模型进行编译,生成WRL格式的采空区三维模型,最终,用户可以通过IE等浏览器在网络上直接浏览空区模型。实践表明,CMS-VRML耦合生成的三维模型在网络环境下数据冗余小,可视化效果好,交互性强,从而为矿山空区安全监管提供了一种新的技术手段。     

矿区开采沉陷预计的Geomagic法

利用三维激光扫描技术监测矿区开采沉陷,效率较高,但观测点云数量大、处理困难,目前缺乏成熟的软件进行矿区点云数据分析。为有效处理沉陷区的点云数据并实现沉陷区3D比较、剖面分析和开采沉陷预计参数求取,提出了一种矿区开采沉陷预计的Geomagic法。以某矿为例,首先利用Geomagic Studio软件建立了矿区数字地面模型(Digital terrain model,DTM);其次研究了开采沉陷发生前后的矿区数字地面模型3D对比方法,利用Geomagic Qualify软件分析得到沉陷区地表下沉三维视图;然后对地表下沉三维视图进行了剖面分析,提取走向方向与倾向方向的剖面点下沉值;最后利用剖面点下沉值求取了开采沉陷预计参数,并计算了剖面点的下沉预计值,将下沉预计值与提取的下沉值进行了对比分析,可知下沉拟合准确度达到92%,表明计算出的开采沉陷预计参数具有较高的精度,对于进一步推动三维激光扫描技术在矿区开采沉陷监测预计方面的应用有一定的参考价值。     

基于C-ALS的特大溶洞三维探测及其安全分析

在研究三维激光扫描原理的基础上, 对溶洞的激光探测方法进行了研究。针对复杂溶洞激光扫描点云数据, 研究了点云数据最小距离准则与最大张角准则的精简算法、三维点云数据坐标变换与数据拼接原理。以张家界向家包2号铁路隧道溶洞为例, 采用C-ALS探测系统对溶洞进行了三维激光探测, 对获取的溶洞点云数据经过精简、转换坐标和拼接处理后, 运用三维矿业软件Dimine建立了溶洞三维模型, 在此基础上完成体积计算、关键位置平剖面输出, 并重点研究了平行隧道、垂直隧道及沿溶洞延伸三个主要方向上溶洞与隧道工程的三维空间位置关系, 得出了不同剖面上溶洞与隧道的直线距离。研究结果对指导隧道路线规划、安全施工具有重要工程意义。     

基于三维建模和VRML的矿山网络虚拟现实技术研究与应用

运用矿业软件Surpac建立了凡口铅锌矿的地表、地层、断层、矿体和巷道的三维模型, 并将所建模型复合形成了矿山DTM格式三维模型。通过格式数据接口转化为VRML所支持的WRL格式三维模型后, 运用HTML语言编程实现网页中嵌入WRL场景文件, 实现了基于网页的矿山三维模型浏览与交互, 突破了矿山三维模型只能在专业软件中浏览的限制, 对推广虚拟现实技术和指导矿山的资源评估、开采设计、运营调度以及灾害控制等具有重要意义。     

矿产资源三维可视化信息管理系统应用研究

以Creatar软件作为矿产资源三维可视化信息管理系统平台,对"内蒙古自治区额济纳旗独龙包地区Ⅵ区钼矿"的资源储量估算、矿体三维可视化及矿体切片分析进行重点研究。结果表明,资源储量估算成果与地质部门提供的成果数据吻合,矿体的三维可视化效果比较理想,矿体切片分析为掌握矿体的成矿规律提供科学的参考依据。通过该项应用研究,实现了传统二维应用程序不可比拟的直观、动态效果,能快速有效地为矿山三维开采设计和生产决策提供强大的工具和智力支持。     

基于地质数据库的复杂矿体三维建模关键技术研究

以凤凰山铜矿为例,基于DATAMINE三维建模软件,通过分析研究钻探数据,建立钻孔模型并进行地质解译,对同一条勘探线上所有钻孔所揭露含Cu孔段进行分析并最终圈定二维矿体轮廓线,结合地质学知识,分析和解决了复杂矿体三维建模中的重叠、交叉、不封闭问题,依据矿体轮廓线建立了凤凰山铜矿4个主矿体及零星矿体三维模型,实现了铜矿复杂矿体的三维可视化。     

基于钻孔矿段数据的三维矿体建模软件的设计与实现

本文介绍了基于钻孔矿段数据的三维矿体建模软件的实现过程,提出了一种基于工程柱体的三维矿体建模方法的总体思路、钻孔数据管理和层序分层方法,还介绍了软件的模块组成及应用实例。建立的软件实现了对钻孔数据的三维建模、可视化分析和科学管理,具有丰富的二维交互及成图和三维显示功能,实例的应用也说明本软件是进行矿体三维建模及其可视化的有力工具。