基于钻孔信息的二维剖面图的三维实体重建*

为了有效地表示地质应用领域的三维实体,针对矿山地质三维数据的特征,提出了基于钻孔信息的地质体分层模型重建策略。给定原始地质钻孔数据,利用自适应神经网络预测地质体横剖面内信息未知区域的品位属性,生成分层数据;结合离散网络模型自动创建相邻数据分层内控制点之间的拓扑关系,由此建立三维实体的表面模型;然后利用OpenGL造型系统对上述模型进行可视化渲染。最后为验证建模方法的有效性,开发了一套地质体三维建模实验系统,并结合实证数据进行了仿真分析。     

面向智能矿山与新工科的数字孪生技术研究

将数字孪生与人工智能(AI)技术相结合,提出了基于数字孪生+AI的智能矿山建设新思路。探索了智能矿山技术发展路径,研究了数字孪生技术的特征、应用领域及发展趋势,指出数字孪生是数字化矿山发展的必然趋势。提出了基于数字孪生+AI的智能矿山理论架构,构建了矿山数字孪生模型,模型自下而上分别为矿山全要素物理实体、矿山信息物理融合层、矿山数字孪生模型、矿山孪生数据交互层、矿山应用智能服务层,据此实现智能矿山的泛在感知、协同控制和智能决策与优化。从应用实际需求出发,探讨了智能矿山模型构建技术、智能开采数字孪生体技术、矿山智能控制技术、矿山设备故障预测、基于数字孪生的人机交互等关键技术。通过研究数字孪生在智能矿山中的应用,为AI技术在智能矿山应用落地提供思路,为未来智能矿山新工科建设提供理论借鉴。     

煤矿巷道三维建模系统设计与实现

＂数字矿山＂是在煤矿范围内建立一个以三维坐标为主线的煤矿信息模型,其工作重点是建立煤矿三维模型,把煤矿各种信息融合到三维模型中。本文遵循构建＂数字矿山＂的思想,对煤矿巷道及采煤机的三维空间信息进行抽象,在此基础上利用java平台下的三维建模库JOGL实现了煤矿巷道和采煤机的三维模型建立和绘制。     

基于Java3D的地质资源的三维模拟

传统的地质勘测绘制方法是将地质资源数据绘制到平面图上,地质资源的三维可视化是目前的研究方向。本文利用Java3D开发包将地质资源数据绘制成三维图形。采用逐点插入法来实现大量的离散数据的三角网格化,以此实现三维图形的显示;并设计算法,在特定位置的显示剖面图。在此基础上开发了一个实用系统。     

三维多元地学数据一体化显示框架设计

随着三维地质信息系统发展与应用的深入,对地学数据的可视化需求更加迫切。采用面向对象的思想设计并实现了一个可扩展的多元地学数据一体化显示框架。该框架主要划分为模型层、场景层和渲染层,使得数据与绘制流程分离。围绕此框架详细阐述了绘制管线、绘制过程的设计和多层次地学场景组织,满足地质多领域、多专题数据的统一显示与分析需要。基于此框架在OpenGL环境下开发了北京市三维城市地质信息管理与服务系统。     

同济大学三维数字校园属性数据采集与建库

目前常见的"三维数字校园"虽然实现了虚拟校园的三维场景漫游,但由于建立的校园三维模型没有属性数据,因此没有复杂的查询功能。本论文面向"同济大学数字三维校园",研究校园三维模型属性数据的采集与建库,并通过网页的形式实现了属性数据和三维模型数据的紧密结合。     

基于GeoView三维地质建模的一般过程

三维地质建模是目前与地学相关的各领域的研究热点之一。本文介绍了在GeoView的基础上建立三维地质模型的一般过程,包括地表数据处理、剖面数据处理、地层—构造格架的建立、三维模型数据的有效性检验和三维模型的建立等步骤。由于三维地质模型涉及的因素较多,因而本文在介绍过程中对示例数据进行了简化处理,仅以GeoView中的B-Rep模型为例进行了说明。     

基于三维地质建模技术的煤矿隐蔽致灾因素透明化研究

隐蔽致灾因素是制约煤矿智能开采建设的关键问题,而三维地质建模是实现隐蔽致灾因素透明化的主要技术手段。目前煤矿三维地质建模技术以几何建模为主、属性建模为辅,缺少针对隐蔽致灾因素的灾害属性建模。针对上述问题,以陕北某煤矿作为研究对象,对煤层厚度、顶底板构造起伏、积水区、浅埋煤层地形地貌等隐蔽致灾因素进行三维地质建模。首先,完成对地质资料、物探、钻探等成果的数字化工作,建立煤矿地质数据库。其次,利用DepthInsight建模软件从全矿井和工作面2个尺度开展建模工作,即以钻孔分层数据作为地层控制点,通过煤层及地表等高线、虚拟钻孔等数据联合控制地层层序,并处理初始层面模型中的穿层异常,构建地层面模型和地质体模型,再运用数字高程模型对工作面进行地表模型构建。然后,采用岩体建模构建采空区、积水区模型并标注温度、气体等信息,利用工作面回采测量数据构建回采实测模型。最后,创建截断网格模型,通过序贯高斯模拟生成含水层渗透率、富水系数模型,实现区内水文隐蔽致灾因素透明化显示。基于三维地质模型,从地层、煤层及工作面、采空区及其积水区、水文属性多角度分析隐蔽致灾因素的分布及影响。研究成果可为煤矿隐蔽致灾因素的...     

基于改进的八叉树算法三维地质建模技术研究

研究地质构造建模问题,为了能够真实反映三维地质体真实形态,针对传统的三维空间数据模型方法难以真实反映现实三维地质体的形态,提出了基于多尺度八叉树细分算法来真实构建三维地质体模型。基于八叉树细分算法的地学对象表达满足了数据多尺度组织和地质体及属性多尺度划分的需求,同时以空间体元建立起了各种地学对象之间的联系,为空间分析奠定了基础,且地质有了数字上的三维显示。经实验证明,本文提出的地质体建模是一种基于八叉树细分算的方法,这种方法可以应付各种复杂常见的地质条件,且准确度高。     

人工智能技术在矿山智能化建设中的应用初探

介绍了人工智能技术的相关概念、发展概述及其在煤炭行业发展中的应用,指出目前人工智能技术在矿山应用只是点状结合和浅度结合,没有实现人工智能技术和矿山某个生产或管理系统层面的深度融合。概述了智能矿山的发展历程,指出智能矿山是人工智能技术、大数据技术、物联网技术和矿山实体的深度融合体,利用智能通信、智能控制和智能计算技术实现数字化矿山的计算、处理,构建数字孪生矿山,通过数字孪生矿山和物理矿山的智能交互演化,达到对煤矿安全、高效、绿色的生产控制。构建了将人工智能技术和矿山深度融合的包括设备层、智能层、应用层的智能矿山三层构架:应用层处于智能矿山的最高层,其中的数字孪生矿山子层相当于“数字大脑”,实现矿山最高层次的智能控制;智能层中的智能体要求子系统不仅仅是应用人工智能技术处理子系统所产生的数据,而是从架构上就要将智能计算、智能通信、智能控制融为一体。展望了智能矿山建设的发展趋势:智能化矿山需要加强人工智能技术和矿山融合度的深入研究,将现有的基于人工智能的故障检测、诊断及超前干预技术应用到机器人系统中,智能计算、智能通信、智能控制融合的巡检机器人将是最早能推广的井下智能体之一;智能化矿山需要进一步加强复杂巨系统建模技术的研究,只有建立了矿山的复杂巨系统模型,才能实现采矿活动和环境的协同互动,实现采煤活动的精准控制,复杂巨系统模型的缺乏将是未来智能矿山建设亟需解决的问题。     

综合录井井下三维地层可视化建模研究与实现

针对综合录井井下地层特点,采用多层DEM三维可视化模型对地下地质环境进行三维描述,实现综合录井三维地层实时显示.将三维坐标投影转换到二维坐标系中,采用二维Delaunay剖分改进算法构建Delaunay三角网;探讨了剖分后的不规则三角网(TIN)到格网的转换和插值以及通过格网DEM构建三维地层;介绍了根据选择的剖切面方程生成地质体的剖面.系统采用VC++6.0和OPENGL图形接口作为开发平台,可以从任意的角度对剖切开的三维地质体进行观察和分析也能够从任意的角度对三维地质体整体进行观察、缩放和剖切等操作.     

三维GIS模型的分层表示及可视化技术研究*

在分析目前三维GIS建模策略的基础上,根据矿山地质三维数据的特征,提出了三维模型的分层表示策略和基于OpenGL的可视化技术。给定原始的分层数据,结合离散网络模型自动创建控制点之间的拓扑关系,由此建立三维实体的表面模型,加载模型内部属性数据,实现到三维实体模型的转换。然后利用OpenGL造型系统对上述模型进行渲染,进行纹理、光照、消隐、阴影等计算,从而生成高真实感的三维实体模型。最后开发了一套三维GIS仿真系统,并结合实证数据进行了仿真分析。     

物联网与感知矿山专题讲座之二——感知矿山与数字矿山、矿山综合自动化

论述了感知矿山与数字矿山、矿山综合自动化的关系,指出感知矿山是数字矿山、矿山综合自动化等概念的升华;在数字矿山三层模型的基础上,给出了感知矿山模型;明确提出感知矿山的核心问题是"三个感知",即感知矿山灾害征兆,实现各种灾害事故的预警预报;感知矿工周围安全环境,实现主动式安全保障;感知矿山设备工作健康状况,实现预知维修。感知矿山系统建设的关键是感知层网络建设,建设目标是减灾保安全。     

复杂地质体NURBS辅助建模及可视化分析

基于NURBS技术提出一种重建复杂三维地质体的建模方法．首先对数字地形模型进行简化处理以满足地质体重建的需要;然后结合地质原始资料和解译数据,拟合构造出更能反映地质规律的地质结构面．在此基础上,利用三维图形学技术重建复杂地质体,并根据实际需要对整体模型实现一系列的三维地质信息可视化分析．实际水电工程应用表明,文中方法可以满足复杂工程地质信息三维可视化研究的实际需要．     

深度学习在地质储层属性预测中的应用研究

结合计算机科学和机器学习方法解决地质学问题,基于多来源的地质数据建立二维、三维地质模型,形象地还原真实地质构造形态和地质属性分布是重要的研究方向之一。现阶段三维地质模型主要采用传统插值方法和多点地质统计学方法进行三维地质属性预测。由于地质数据数量有限、数据采样分布不均等问题,三维地质属性预测结果受到约束。将测井数据作为实验样本数据,分析三维空间分布的统计特征,设计并训练深度学习模型,预测地质储层属性,建立三维地质模型。基于有限数据驱动预测地质储层属性效果较好,具有一定的应用价值。     

基于数字孪生技术的三维智能化系统设计

为了提升三维智能化水平,设计基于数字孪生技术的三维智能化系统。通过现场层管理数字孪生体映射的物理实体与监测对象,为三维智能化系统提供需要的基础数据;感知层利用温度传感器与颜色传感器等,感知现场层管理的物理实体相关数据;数据存储层利用分布式文件与关系型数据库,存储感知的数据;功能层利用数据预处理模块缺失值处理存储的数据;层次化建模模块,依据缺失值处理后的数据,建立物理实体的几何模型与属性模型,融合几何模型与属性模型,得到孪生体模型;孪生体模型驱动单元,利用三维模型驱动方法,驱动孪生体模型,实现物理实体与孪生体的同步映射,得到孪生数据;仿真与预测模块依据孪生数据,可视化监测与分析物理实体的工作状态;通过应用层为用户实时呈现物理实体的动作仿真与实时监控结果。实验证明：该系统可有效感知物理实体的相关数据,建立孪生体模型;该系统可有效实现物理实体的可视化管理,提升三维智能化水平。     

基于混合数据结构的三维地学建模研究

三维地质建模是实现数字矿山的基础和主要难点,论述了三维地学建模的主要建模方法,详细叙述了基于实体．块体混合模型的建模流程,并给予了实现,实验结果证明了方法的可行性。     

凡口铅锌矿地测工程信息化技术研究与应用

阐述凡口矿地测部门在数据库、CAD系统开发、网络及三维可视化技术等领域近年来取得的成果。分别开发电子测量导线簿、矿化模型CAD管理系统、地质测量绘图系统和地质测量信息管理系统,建立地质数据库、水文地质数据库和矿床三维模型,组建地测采FTP电子图件服务器,采用空区激光探测系统对3个大爆破采场实施精密探测,建立采场三维可视化模型,准确计算采场各项回采指标。研究表明,凡口矿地测工程信息化技术的广泛应用对于加快我国数字矿山建设具有重要意义。     

三维地质模型建模系统的研究与实现

石油勘探开发数据的迅速准确可视化处理是帮助专家了解和掌握油藏分布从而做出正确决策的重要手段。三维地质体模型建模是可视化工作的基础。文章提出了三维地质体建模系统结构,由图形平台、数据管理、地质建模组成,分析了各模块的设计思路,研究了地质建模的关键算法。     

三维地矿模型可视化控件研究

三维建模与可视化是网络数字矿山系统的一个重要组成部分,在网络环境下实现地矿模型的三维可视化,需要在客户端对原始数据或者模型数据进行三维再现.为了便于与前期工作相结合,同时为了提高系统的运行效率,文中在分析ActiveX控件的基础上,采用ActiveX控件结合OpenGL图形库的方法实现地矿模型在网络环境下的显示与交互.结果表明,使用控件将业务逻辑进行封装实现三维地矿模型可视化,有利于软件复用,提高软件开发效率,并能有效解决客户端与服务端负载平衡问题.