基于三维场景的电力数据可视化研究

针对在电力数据可视化管理中运用三维仿真技术能够有效增强管理者对电力数据信息获取的能力,基于三维场景渲染算法和数据挖掘技术,对三维场景的电力数据可视化管理进行研究。在研究中,利用八叉树数据结构对三维场景图进行描述,同时采用基于不可见物体剔除算法对三维场景进行渲染,结合优化Apriori数据挖掘算法实现对三维场景中电力设备的动态更新。实验证明,基于该算法实现的变电站动态场景图能够满足电力数据三维可视化管理的要求。     

基于大数据技术的云端城市地质三维可视化框架

为了解决大型城市地质三维模型可视化面临的数据容量巨大、模型处理时间长、三维渲染慢、客户端对硬件依赖过高等问题,本文提出了一种基于Spark大数据技术搭建的云端城市地质三维可视化平台,包括数据存储层、数据调度层、云端渲染层、终端可视化层。对城市地质使用的地学大数据采用“纵向分层、横向分块”策略进行自动划分,在三维模型计算及三维可视化过程中,采用Spark Streaming+GPU的快速并行计算和任务调度,可高效地自动完成三维模型的分布式渲染、集中融合和可视化展示。在“地质云”中使用5台高性能云主机构建了城市地质三维可视化平台原型,采用雄安新区的地质、钻孔、高精度网格、倾斜摄影等约410GB的数据进行实验。经在线验证,无三维引擎的客户端访问云端的城市地质三维可视化计算平台,每秒可渲染并返回30帧三维图像,人机实时交互流畅,形成的这种新型“终端发请求、云端三维算”模式将对虚拟化城市地质走向实际应用起到重要的推动作用。     

建庄矿业三维可视化管理系统研究

建庄矿业通过数字孪生构建三维可视化管理系统,采用3DGIS、视频融合等技术建立实时动态的煤矿三维地质模型、巷道模型和机电设备模型、开采环境等模型,在管理系统中集成安全监测、人员定位、视频监控、供电、工作面系统等工况数据,实现数据实时共享与更新。三维可视化管理系统能够提升智能矿井安全保障能力、生产运行效率,同时为生产集中控制系统及安全集中控制系统的数字孪生智慧煤矿“一张图”管理提供有力支撑。     

基于Web3D技术的煤矿BIM模型集成及可视化研究

针对煤矿数字化及BIM技术的应用现状,研发了基于开源三维引擎的Web3D可视化平台,以免插件、轻量化和跨平台的技术路线要求,对比主流基于WebGL的开源三维引擎框架,设计符合BIM模型可视化要求的矿用要素类数据描述结构管理信息模型。开发实现基于三维引擎的场景管理、模型可视化渲染和二三维界面融合功能,并基于现有相关BIM标准进行文件解析,将模型和属性信息的集成、转换和轻量化处理,利用Revit、AutoCAD、Civil3D、Bentley、NavisWorks等不同领域BIM设计和建模软件进行模型检验和集成,最后在Web3D可视化平台进行模型发布与可视化展示。提出了面对煤炭行业BIM技术应用亟待解决的问题、关键技术路线及组件,总结了跨煤矿设计、建设、运营不同阶段的BIM模型应用价值和应用场景。     

海量三维电缆及通道自动化建模与渲染技术研究

近年来,电力部门对电力电缆及通道的管理已由二维图形图纸逐渐转变为三维数字化真实场景模拟管理,对海量电力数据的建模和渲染技术要求提高。针对现有电缆及通道自动化建模技术存在的效率低、修改难、加载慢的不足,本文采用了模型参数规范化、使用单位模型、弯道自动化建模、八叉树结合LOD技术、管状地物多精度建模技术等进行模型建立、渲染、加载,提高建模效率和加载速度,并实现电路模型编辑和路线规划等功能。     

基于Web3D技术的煤矿BIM模型集成及可视化研究

针对煤矿数字化及BIM技术的应用现状，研发了基于开源三维引擎的Web3D可视化平台，以免插件、轻量化和跨平台的技术路线要求，对比主流基于WebGL的开源三维引擎框架，设计符合BIM模型可视化要求的矿用要素类数据描述结构管理信息模型。开发实现基于三维引擎的场景管理、模型可视化渲染和二三维界面融合功能，并基于现有相关BIM标准进行文件解析，将模型和属性信息的集成、转换和轻量化处理，利用Revit、AutoCAD、Civil3D、Bentley、NavisWorks等不同领域BIM设计和建模软件进行模型检验和集成，最后在Web3D可视化平台进行模型发布与可视化展示。提出了面对煤炭行业BIM技术应用亟待解决的问题、关键技术路线及组件，总结了跨煤矿设计、建设、运营不同阶段的BIM模型应用价值和应用场景。     

基于OpenGL的煤层和巷道三维可视化研究

结合九里山矿务局实测钻孔资料,采用网格索引算法构建煤层(不规则三角网)TIN,通过计算获得TIN中各角点厚度信息后,映射出煤层顶板TIN模型,并结合实体构模的方法及在OpenGL开放式三维环境下,进行光照渲染等处理,实现了煤层的三维可视化。并利用SketchUp批量处理二维GIS数据,实现巷道三维场景建模;再采用ArcEngine开发包中的SceneControl控件进行二次开发,实现巷道三维可视化。该研究对煤与瓦斯突出预测防治、巷道布局等有指导意义。     

基于Voxler的煤炭地质三维自动可视化应用

快捷高效的建立煤炭地质三维可视化模型尤为重要,使地质技术人员能快速进行地质资料的三维分析.通过对煤炭地质三维可视化模型建立技术的研究,结合Voxler软件功能特点,建立了煤炭地质三维自动可视化的方法和流程.利用Visual C++语言对Voxler软件二次开发,形成了基于Voxler的煤炭地质三维自动可视化建模程序.文中以宁夏某井田煤炭地质勘查数据为例,建立了该井田的煤炭地质三维可视化模型,说明了该技术的便捷性和高效性.     

矿山地质勘察三维可视化管理系统与建模技术研究

以城市三维地质勘察管理信息系统为例，分析了地形三维数据模型的可视化表达与建模方法；基于组件GIS技术，通过将二维和三维空间信息统一在一个平台和数据模型下，建立了矿山三维地质勘察可视化管理系统。该管理系统可实现对数据的可视化管理及实时更新。可打印输出和三维显示地质图，并具有多种查询功能。对矿山地质体的空间数据管理和可视化表达，从理论、模型及技术实现上作了探讨。     

BSP树与格网划分相结合的数字城市三维 模型组织方法

日益增长的数字城市三维模型实时可视化显示需求对海量三维模型的高效组织与调度提出了很高的要求,文中基于前人研究成果提出空间分区二叉树(BSP树)与格网划分相结合的数字城市三维模型组织方法,并基于Unity3D采用视点相关的多线程动态调度策略进行了实践应用验证,结果表明该方法高效、可靠,能够满足海量数字城市三维模型的动态可视化与空间分析的需要。     

三维数据场可视化技术在数字矿山中的应用*

介绍了三维数据场可视化技术和数字矿山的概念,并通过作者参与开发的全国产矿业软件--“固体矿产资源储量估算与三维矿体建模可视化系统”实例来说明三维数据场可视化技术在矿体表面建模、品位块体模型、品位等值曲面生成中的实际应用,最后展望了体绘制技术在数字矿山中的应用价值和前景。     

数字矿山中3DGIS关键技术研究

数字矿山对3DGIS有迫切需求。对数据矿山中3DGIS关键技术进行了研究和评述，探讨将数据获取技术、数据管理和共享、空间分析和分布式网络可视化四项关键技术与三维数据建模一并纳入3DGIS技术框架体系。最后提出了目前矿山研究领域3DGIS存在的问题。     

煤矿三维地质建模相关技术综述

随着煤炭工业的发展、煤矿勘探和挖掘的逐步深入，由于瓦斯灾害、矿井火灾、矿尘、矿井水灾、矿井顶板灾害引发的安全事故造成的人员伤亡和财产损失不可计量。智慧矿山成为了解决上述问题的重要途径之一，而煤矿三维地质建模作为智慧矿山的核心技术受到广泛关注，实现煤矿地质的可视化将增加煤矿工作者对煤矿地质和走向等地下环境的了解，更利于采矿采掘，减少安全隐患。主要从煤矿三维地质建模的空间数据模型、煤矿三维地质建模方法、煤矿三维地质建模软件和数值模拟4个方面进行相关研究结果的总结，并提出其中存在的不足，给予切实可行的建议，探讨未来煤矿三维地质建模的研究发展趋势。     

基于3DMine的矿山真三维可视化构建

露天矿真三维可视化是矿山数字化的重要组成部分。真三维可视技术以3DMine软件为平台,集地质、测量、采矿、管理为一体,综合运用数字化技术、图形技术、计算机技术等,用一定的方法建立矿床地质模型,对某一地区的地质地形进行准确而详细的描述,具有对地质地形信息存贮、查询、修改、计算地质储量、绘制地质地形图件,进行地质分析等功能的信息系统。它通过将各种地质信息以数字的形式载入数据库来加以成图,能够直观的反应出矿山的三维可视化图像,很大程度上方便的了矿山的总体设计、储量计算及矿山的管理。本文以义煤集团青海公司木里矿为例介绍了我公司在此软件的基础上实现真三维可视化的基本原理、方法及应用情况。     

配电网自动化终端自适应交互系统研究

为了清晰感知配电网自动化终端状态,设计基于虚拟现实技术的配电网自动化终端自适应交互系统。系统通信层应用GPRS无线通信技术,将存储于数据层多种数据库中的数据传输至处理层,处理层利用接收到的数据,同时使用几何、物理和行为3种建模方式,通过构建环境模型、搭建终端三维虚拟场景、引入控制逻辑3步,建立配电网终端的三维模型,并通过颜色线性插值法,动态渲染三维模型,提升模型的颜色渐变效果;交互层利用渲染后三维模型完成场景漫游、场景导航、设施定位等多种功能,并通过界面层完成三维场景展示,实现自适应交互。实验结果表明,该系统信息通信平均时延及丢帧率较低;颜色渲染后,能准确描述终端结构特征,颜色设置与真实情况吻合,立体化效果较好;三维场景交互漫游可完整复刻并展示真实电厂场景,且视野灵活,营造身临其境之感,表现出良好交互性。     

三维数字矿山信息集成管理系统设计与实现

以数字矿山的三维可视化和虚拟环境为平台,利用三维GIS、虚拟现实等技术手段,将矿山地上地下场景、采矿过程及其引起的相关现象进行三维数字化建模,并以此为基础,探讨在真三维环境中集成矿山开发与运行的相关信息,解决数字矿山建设过程中基础信息不足、信息孤岛和可视化等方面的问题。通过建立三维数字矿山信息集成管理系统,实现对矿山开发与运行的科学预测、规划、控制和监测,对提高矿山企业的运作效率、安全生产水平,增强矿山企业的竞争力,实现可持续发展具有重要意义。     

基于平行系统理论的矿山安全作业系统的建立

以数字矿山的三维可视化和虚拟环境为平台,利用三维GIS、虚拟现实等技术手段,将矿山地上地下场景、采矿过程及其引起的相关现象进行三维数字化建模,并以此为基础,探讨在真三维环境中集成矿山开发与运行的相关信息,解决数字矿山建设过程中基础信息不足、信息孤岛和可视化等方面的问题。通过建立三维数字矿山信息集成管理系统,实现对矿山开发与运行的科学预测、规划、控制和监测,对提高矿山企业的运作效率、安全生产水平,增强矿山企业的竞争力,实现可持续发展具有重要意义。     

洪泽湖北部黄泛区三维地质建模及可视化系统的应用研究

传统地质调查存在信息庞杂、叠加失真和评价失效等问题,难以应用于工程决策中,而大量勘察工作所积累复杂多样地质数据,也给工程顺利进展带来极大困扰。以洪泽湖北部黄泛区（泗阳县）为例,从三维地质建模系统及可视化的概念出发,探讨了基于钻孔数据的三维建模的一般过程,包括数据库建立、系统开发、信息查询与管理、三维模型建立及可视化分析。研究得出,基于Access数据库建立了综合地质数据库,实现了数据库和软件的基本功能;基于Sakia3D平台,采用“钻孔—层面”模型方法,建立了泗阳县三维地质模型;研发了基于三维模型的剖面分析和专业剖切分析功能。研究提高了软件可操作性,节省了工程造价,缩短了工期。     

基于GIS的矿山三维地质建模方法

矿山三维地质建模是数字矿山的核心组成部分,在地质、采矿、岩土工程等诸多领域日益得到重视。在综合分析三维地质数据模型的基础上,提出了GIS可描述和GIS不可描述数据模型的分类,并在GOCAD和ArcGIS平台下构建了基于GIS的多元、多方法集成的矿山三维地质建模方法。针对GIS不可描述数据模型提出了面向对象的聚合派生法,并通过Geodatabase建立了两平台的关联和模型的更新。通过现场实例应用表明,该方法保持了数据在空间和时间上的一致性,为矿山安全生产管理提供了有效和可靠的空间数据以及可视化的支持。