矿山三维模型无缝集成方法与研究

矿山三维模型构建是数字矿山建设过程中的核心和基础。基于复杂地质体和矿山地下工程体三维模型的构建过程,在集成建模的基础上,结合采矿学、地质学、计算机图形学、三维GIS理论及三维建模技术,针对矿山空间领域实体的无缝集成建模方法进行研究,探讨矿山空间各类实体无缝集成建模的原理及实现过程,在采矿设计、储量计算、虚拟仿真、决策支持等方面提供了新的思路和技术支撑。     

VRML在数学矿山中的应用探讨

文中分析了建立数字矿山的意义及其可行性,在介绍VRML语言的基础上,阐述了用VRML构建数字矿山框架下虚拟场景的基本思路及其关键技术问题,以及实现三维交互查询的方法,实验证明了数字矿山中基于VRML可较好地实现矿山三维实体的视觉效果和动态演示效果。     

基于三棱锥同斥布尔运算的复杂空区实体建模研究

地下采空区的存在对上部露天开采安全生产构成了巨大威胁,构建空区三维实体模型对制定生产计划和保障生产安全具有重要意义。在利用TIN模型建立空区三维包络线框模型基础之上,采用三棱锥体作为基本体元构建空区三维实体模型。针对建模过程中,包络线框模型分解凸化现象,将同性相斥原理运用到体元合并中,构建空区的三维实体模型。最后,在vs2005开发平台上实现算法并结合三道庄露天矿进行可行性验证。结果表明,该方法能够完成矿山复杂空区实体建模任务,为空区处理设计提供了技术支撑。     

三维可视化建模技术及其在地下采矿中的应用

矿山的地质现象,如矿体、地层、断裂、钻孔、井巷等,都是三维空间实体,对矿山的真三维实体进行空间分析,如复杂矿体、断层、褶皱等不连续体的真三维建模,已经成为矿山三维可视化技术前沿和攻关难点。似三棱柱体模型是三维可视化建模的基本模型之一,它不仅可以精确模拟地层或矿层的层面和内部,还可以有效表达断层、褶曲、空间、开挖边界等复杂构造形态。本文对似三棱柱体三维可视化建模方法进行了研究,根据似三棱柱体三维可视化建模方法及建模步骤,构建了某矿体的三维可视化模型,并利用Java3D API,初步实现了基于Web的矿体三维显示。     

矿山井下巷道实体测量方法的应用与探索

数字化矿山建设对井下巷道实体测量提出了更高的要求，为了提高井下巷道实体测量的精度和效率，对几种实体测量方法进行了应用分析，重点介绍了Surpac 软件断面法和三维激光扫描技术，对其关键点进行了着重描述，比较它们在井下巷道实体测量中的优缺点。通过比较分析，认为三维激光扫描技术的应用可以提高井下巷道三维建模的精度和效率，为其它矿山井下巷道实体测量方法的选择提供了参考。     

三维虚拟采矿系统实体矿床模型的构建

三维实体矿床建模技术是构建三维虚拟采矿系统的基础,借助三维实体矿床模型可建立三维动态仿真环境,实现采矿设计与生产计划等系统的有效集成,使采矿工程设计和计划在投入运行之前得到证实.阐述了实体矿床模型研究现状和三维虚拟采矿系统实体矿床模型的构建技术,简要介绍了三维虚拟采矿系统组成.     

矿山平巷与立井复合模型构建方法研究

数字矿山已经成为一个研究的热点,而矿山巷道作为整个矿山生产的核心组成部分,是矿山可视化中最直观的部分。在分析现有的巷道三维建模的基础上,采用"分而治之"的思想,提出了针对巷道网络内立井与平巷的相交模型的构建方法——剖分建模法,将相交部分剖分成3个独立的实体和2条空间曲线。通过具体的分析计算,求解出这2条空间曲线的离散点,采用相邻轮廓线构模法,将立井的三维模型构建出来,结合对称建模法构建平巷的三维模型。然后将这3部分组合在一起,构成了立井与平巷的相交模型,保持了巷道内的连通性,且生成的模型是无缝集成的。实例表明,该方法在构建平巷与立井的相交模型中是可行的。     

基于点云数据的三维巷道快速建模研究

基于三维激光扫描技术,进行精细巷道数据模型构建和精细巷道三维场景建立,研究由基本元素构建三维巷道空间模型的数据库组合法则,实现基本元素对象、巷道实体对象的动态快速构建。以某钼矿巷道建模实例验证了三维激光扫描技术用于巷道快速建模的可行性和技术优势。     

基于AutoCAD的露天煤矿三维地质建模

露天煤矿三维地质模型的建立是矿山数字化的核心组成部分.三维地质模型的建立,对矿山的经济评价、采矿设计和生产管理都具有重要的指导意义.以具体露天煤矿为例,介绍了基于AutoCAD的三维地质建模技术,建立了该矿的三维地质模型并将其应用于工程实际,实现了该矿的三维地质模型建立和可视化显示,以及钻孔数据库的建立、模型的修改与实时动态更新、模拟开采等功能,使矿山工程技术人员在一个真三维环境中,利用三维可视化模拟开采技术,以"人机交互"的方式进行露天矿开采设计、生产计划编制等.     

煤矿三维地质模型动态修正关键技术

煤矿生产数据具有动态变化的特性,平面数据、剖面数据和三维地质模型需要随着矿山开采不断进行动态的修正和更新,使其对地下生产对象的表达越来越精确。但是,现阶段研究三维地质模型以静态建模为主,对模型数据更新处理的操作复杂,需要进一步深入研究三维模型的动态修正问题。研究提出利用最新的生产数据、修正的模型数据等对三维地质模型进行动态修正的流程及技术框架;对实现过程中所用的相关技术进行了研究,包括平面-剖面对应算法、膨胀搜索算法、样条曲面算法、平滑过渡算法等关键技术,实现了三维模型的局部动态修正;通过应用模型动态修正技术,使煤矿三维地质模型能够及时更新各类数据,更加真实的反映煤矿当前生产状况,提高了三维地质模型的动态更新自动化程度及实用性。相关成果在王家岭煤矿进行应用实践,证明了研究方法的有效性。     

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。     

固体矿产采空区三维建模可视化研究与应用

在固体矿产资源调查过程中,采空区综合信息对于残矿回采、矿山安全具有十分重要的意义。准确掌握采空区边界形态,弄清采空区在固体矿产矿床中的分布是矿区管理的基础性工作。从矿区实际探测数据出发,介绍采空区三维建模的核心技术,通过资源储量估算与矿体三维建模系统(iExploration-EM)实现了采空区管理模块的二次开发。配合二维地质图件信息管理,将透明的矿床实体模型与采空区三维实体模型在同一场景下结合显示的采空区信息管理方案获得了良好的效果。     

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。     

矿井通风三维可视化仿真系统的设计与实现

针对目前国内外通风仿真系统软件存在的不足，提出了矿井通风三维可视化仿真系统的总体设计，系统由4大模块组成，即通风系统的三维自动构建、通风系统的三维可视化、动态风流仿真和通风图属三维交互查询。通风系统构建模块为系统提供数据，三维可视化模块用于系统的三维可视化操作。动态风流仿真模块基于改进的粒子系统算法，可显示风流方向、风流类型、风量等通风参数。三维交互查询模块用于通风系统的空间查询与分析。对上述4个模块的关键问题进行了详细研究和实现，并以开滦矿区某矿通风数据进行了实际应用，验证了系统的可行性与实用性。     

三维普通克立格插值建立非层状矿体块段模型的研究

针对三维空间数据插值方法的研究在技术上难度较大、结构上程度复杂的特点,利用已有的二维空间数据插值长期发展提供的理论和实践经验,以地质统计学为理论基础,详细研究了三维普通克立格（Kriging）块段插值方法的关键步骤。同时,介绍了建立非层状矿体块段模型的关键技术和主要方法。针对插值过程中信息点的数据搜索问题提出了真三维空间的椭球扇区搜索方法,使计算结果更加精确。最后,从底层开发了块段建模可视化软件,在某矿山得到了验证,对非层状矿体模型的模拟和矿体储量计算起到了一定的指导作用。     

三维激光扫描技术在矿山测量中的应用与研究

随着社会及科学技术的发展,建设绿色矿山在全国范围内开展得如火如荼,实现矿山数字化是绿色矿山的重要组成部分,新形势下构建矿山三维可视化模型依然成为矿山技术人员迫切需要完成的任务。通过对搭载三维激光扫描技术的移动式三维激光扫描仪和全站式三维激光扫描仪在某中型铜矿井下的应用,阐述了两种方法的优缺点及适用范围,为矿山井巷工程构建三维可视化模型提供参考。     

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。     

基于地质统计学方法的某铁矿资源量估算

矿体资源量是矿山生产建设的重要依据,目前,传统的资源量估算方法已经难以满足现代矿山管理的需求。建立在矿体三维地质模型基础上的地质统计学方法是一种运用区域化变量理论研究矿体品位的变化特征对块体模型进行最优估值的科学方法。以吉尔吉斯斯坦某大型铁矿为研究对象,首先建立地质数据库及矿体三维地质模型;然后通过分析样品品位分布特征,建立品位-空间变异函数;最后对矿体采用克里格插值法进行品位估值并计算资源量。结果表明,相对于传统资源量估算方法而言,地质统计学方法以矿山三维模型及变异函数为基础,能够更科学、高效、准确地估算资源量,有助于实现矿山信息的三维可视化及资源储量的动态管理。     

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。