基于VR的三维矿山信息管理系统研究

文中以数字矿山三维可视化和虚拟现实为基础,利用三维GIS、虚拟现实等技术手段,将矿山地上地下场景、采矿过程进行三维数字化建模。通过建立三维数字矿山信息管理系统,实现对矿山开发控制和监测,对提高矿山安全生产水平实现可持续发展具有重要意义。     

金属地下矿开采三维可视化技术及应用

真三维环境下展示金属矿山工程,能够最终实现矿山经济效益最大化。目前我国逐渐进入实现数字矿山的第一阶段,即实现矿山数字化信息系统构建。通过分析国内外数字矿山建设情况,以大型三维矿业软件为平台是建设数字矿山的有效途径。从三维可视化技术应用基础、三维地质建模关键技术和三维工程设计方法等三方面,对矿山三维可视化技术进行介绍,为数字矿山建设提供了必要的技术基础。     

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。     

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ArcGIS的矿山地质体模型构建方法

矿山三维地质建模及可视化技术己经成为实施数字矿山战略的关键技术,但以矿山软件建立的三维地质模型难于被GIS软件建立的数字矿山信息平台兼容。文中利用ArcGIS软件对以钻孔数据建立三维地质体的方法进行了详细论述,解决了矿山数据共享的难题。     

基于三维全景技术的数字矿山漫游系统

对数字矿山漫游系统中的三维全景技术进行研究,提出数字矿山漫游系统的总体结构。针对传统虚拟现实技术建模难度高、工作量大的问题,研究了基于实景照片生成全景图像的方法,给出了系统全景生成模块中特征匹配、图像配准和融合以及多场景图像自动拼接的方法。最后采用PTViewer实现了基于全景图像的虚拟数字矿山漫游,全方位互动式地向用户展示矿山的真实场景,为矿山设计、生产和安全管理以及人员培训提供可视化环境。     

三维虚拟矿井可视化平台系统

阐述了平台系统体系结构设计思路,介绍了COM多层体系架构的具体内容和特点,给出了系统核心组件和功能组件设计。基于VS2010+Direct3D的虚拟矿井可视化平台不仅能够迅速构建矿井虚拟环境,还具有虚拟巡视、设备管理、监测监控、人员定位和地质信息查询等功能;平台系统将三维可视化和虚拟现实等技术与一系列矿山生产实际工作结合起来,极大地提高"数字矿山"的技术水平。     

基于球面全景影像的矿山场景三维重建

三维建模是智慧矿山建设面临的核心内容之一。文中针对传统方法建模复杂、效率低、不够直观等问题,将虚拟现实领域的三维全景技术融入智慧矿山,系统研究了球面全景影像生成方法,给出基于球面全景影像的虚拟场景交互与路径规划方法,最后设计了三维全景智慧矿山原型系统。实验结果表明,基于全景序列影像的矿山场景增强现实能够有效弥补传统方法不足,可用于展示矿山真实场景,为设计生产、安全管理、勘探数据验证以及教育培训提供一个真实的可视化平台,方便管理人员做出正确决策。     

基于三角面片包围模型的数字矿山技术研究

利用数字矿山技术对煤矿的生产设计、管理等具有非常大的作用,通过对现有的建模方法进行研究,采用基于三角面片包围模型的建模方法,并在该方法的基础上实现了模型的体积计算以及模型的剖切。以漳村煤矿作为实验对象,利用C#技术建立钻孔数据库以及利用Visual C++调用Open GL函数库实现了矿山地质平台的三维可视化。实验证明,该方法切实可行。     

三维可视化技术在智慧矿山领域的研究进展

三维可视化系统是智慧矿山建设的空间信息基础支撑平台(4DGIS)的有机组成部分。首先介绍了三维可视化发展历程;其次,结合当前三维可视化技术发展趋势,从三维数据获取与建模、三维软硬件技术、三维专业应用3个层次开展全方位的技术归纳与总结。重点阐述了透明工作面勘探技术及三维建模方法,介绍了三维巷道数据获取的激光Li DAR、全景图像和全景视频、立体视觉和深度相机等新技术,以及WebGL、云渲染等前沿网络可视化开发技术,探讨了虚拟现实、增强现实硬件技术进展。在应用方面,剖析了三维可视化系统在矿山领域应用的难点问题,指出一个通用的三维可视化或者三维地理信息系统是远远不够的,三维可视化系统应该从可视化展示局限性,逐渐深入到透明化勘探、智能化采矿设计、智慧通风、安全生产综合管理、工业智能管控、地表环境监测、灾害事故反演、虚拟仿真培训等领域形成各具特色的专题应用。此外,还介绍了最新的CityGML、Geo3DML、三维瓦片等国际三维数据标准。     

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。     

基于B/S架构的三维矿井GIS系统

数字矿山技术是矿山企业提高生产管理和科技发展水平的重要手段,矿山地理信息系统的开发与应用是数字矿山建设的核心之一。三维井巷GIS系统采用B/S架构,通过3DMAX三维建模技术搭建矿山井巷三维模型,利用SuperMap iDesktop 8C软件调用三维模型,基于SuperMap iServer 8C发布三维场景服务,实现矿山地下井巷的三维可视化效果。系统实现了对矿山信息的查询检索、仿真模拟、三维地图操作和二三维一体化、安全监测、设备管理分析等功能,为矿山管理和安全生产提供辅助决策。     

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。     

梧桐庄矿数字化矿山工程建设与创新

针对数字化矿山存在的管理模式固化、井下场景不能自动更新等问题,分析了梧桐庄矿数字化矿山工程建设的先进性,介绍了梧桐庄矿数字矿山的总体架构、重点建设内容及实现方案。梧桐庄矿数字化矿山工程是以数据中心为核心,集安全生产过程控制、三维可视化、虚拟现实生产与安全培训为一体的多元化数字矿山工程,形成了集管理、装备、培训三位一体的综合管控体系。三维可视化系统根据生产进尺数据动态更新展示平台,实现煤矿生产工作面小场景自动生成,解决了人工输入工作繁重的问题。虚拟现实培训系统率先以本矿实景为模型,再现煤矿真实三维场景,提供生产系统运行操作、矿井环境认知、安全事故预防与处理等模拟演练与培训。梧桐庄数字化矿山工程提高了现代化矿井精细化管控水平,促进了梧桐庄矿安全高效矿井建设,提升了经济效益,可为全国同类矿井数字矿山建设起到典型示范作用。     

三维可视化技术在数字矿山中的应用研究

文中结合西安煤航信息产业有限公司近两年三维建模发展情况,阐述了三维可视化技术的实现及在数字矿山中的应用,最后对三维可视化技术的发展和数字矿山的建设作出展望。     

基于3DGIS与虚拟现实的三维 数字矿山管理平台的研究

对3DGIS与虚拟现实技术进行了深入研究,研制了三维数字矿山管理平台。该平台真实再现了矿井地理信息、矿体围岩、井巷工程、设备管路,同时将矿山各安全、生产、办公系统进行了整合,将企业井上下作业环境真实再现的同时,为领导及各业务科室信息交流、管理、决策、安全培训等工作提供了有效的支持。     

基于小波变换图像融合的采矿工艺虚拟现实研究

为了科学合理设计采矿工艺,采矿工艺虚拟仿真系统建设迫在眉睫。基于小波变换图像融合理论,采用虚拟仿真技术和三维可视化技术,建立了采矿工艺虚拟现实仿真系统。该系统以小波变换的图像融合算法为核心,对多通道画面进行有机融合,以虚拟现实仿真系统为平台,通过多通道叠加投影实现虚拟现实仿真。结果表明:该系统不仅可以让用户完全沉浸在虚拟的矿山场景中,而且还可以从视觉、听觉、触觉等人类自然的感知能力与虚拟场景进行实时交互,实现了矿山生产环境、采矿工艺、人员和设备状态的实时仿真。     

红岭铅锌矿的虚拟现实系统

根据红岭铅锌矿的实际情况,基于VR技术建立了一整套矿山虚拟现实系统。针对VR技术在矿山中应用的不足之处,对虚拟现实系统构建软件进行了二次开发,加强其对外部数据的集成与可视化,实现对微震数据、应力场、位移场、塑性区以及理论计算结果的真三维显示。该矿山虚拟现实系统不仅包含了地表、工业场地、矿体、井巷、采场以及回采动画等矿山三维模型场景,还包含了一些数据、数值结果的显示,具有虚拟场景漫游、信息查询、数据立体呈现和交互控制等功能。针对红岭铅锌矿的大量采空区,通过对虚拟现实系统中众多重要三维数据的联合解读和分析,实现对采空区围岩稳定性的评价以及危险区域的确定,提高了VR技术在矿业领域的应用性。     

三维可视化建模技术在矿山设计中的应用

以SCC煤矿为背景,在利用3DMine矿业工程软件建立了矿山地表地形模型、煤层模型和井下巷道实体模型的基础上,重点研究了矿山三维可视化模型在矿山设计上的应用,实现对采掘巷道的三维可视化设计;同时介绍了优化三维可视化模型,提高设计准确性的技术方法,进而提升了三维可视化建模技术对矿山生产管理的指导价值。     

基于DATAMINE的三维采矿工程可视化建模技术研究

采矿工程三维可视化模型的建立是矿山数字化的核心组成部分,对矿山设计、生产、残矿回采等具有重要意义。结合安徽凤凰山铜矿,以DATAMINE软件为平台,阐述了地下采矿工程线框模型的建立流程,分析和解决了三维建模的部分关键技术,建立了三维可视化模型。