基于实体模型的三维地学建模研究与实现

阐述了三维地学建模的主要方法，对应用最为广泛的实体模型法进行了重点研究，建立了基于实体模型法的三维地学建模与储量计算系统（Mine Geography Information System．MGEOS），对我国的数字矿山建设进行了展望。     

基于径向基函数方法的地下水数据自动生成

将径向基函地应用于地下水模拟插值数据的自动生成，通过实例说明了该方法较克里格等方法具有逼近效果好与实用性强的优点。以径向基函数法为核心，利用VC^ 编程环境及MAP－GIS的二次开发接口完成了自动生成模块的程序设计。模块适用于MAPGIS环境下地下水计算中各种网格剖分结点插值数据的自动生成与可视化。     

矿体三维建模方法研究进展

矿体三维建模作为数字矿山建设的核心内容之一,新的建模方法近年来不断涌现。围绕矿体三维建模数据来源与数据插值、面元建模、体元建模、混合集成建模、自动建模和模型动态更新等6个方面对矿体三维建模方法的研究进展进行了总结。相关研究结果表明：①钻探数据是目前应用最为广泛的矿体三维建模数据,在有限钻探数据的基础上如何添加虚拟钻孔以及如何对矿体体元进行属性插值是研究的重点;②主流的面元建模方法是利用勘探线剖面图的轮廓线连接建模,涉及轮廓对应、轮廓线贴面和分支处理3个关键问题;③建模效率和精度,构建新的拓扑关系以更好实现模型的切割、剖分和空间分析以及复杂地质构造的表达是目前体元建模研究的主要方向;④混合集成建模研究多针对建模的效率和精度展开,对矿体混合模型的数据冗余与几何一致性问题,集成模型的纽带与拓扑一致性问题的研究少见,限制了模型的推广和应用;⑤自动建模和模型更新关系到模型的生命力和利用潜力,是最具挑战性的研究方向,目前相关研究仍处于探索阶段。     

复杂地质构造三维地质体建模方法研究

阐述了三维地质体建模的步骤及特点。分别就轮廓线对应、镶嵌和分枝等复杂地质建模中的关键性问题进行了详细论述。以区域面积重合判断法为基础,结合加权品位重心曲线和轮廓线缩放系数两个参数,从局部和整体两个层面解决了轮廓线的对应计算问题。讨论了复杂轮廓线下的镶嵌和分支问题,并给出了基于通过添加控制线和辅助分支信息的解决算法。结合尖灭模型构成了完整的实体建模算法解决方案。实验结果表明此方法具有很高的实用价值。     

基于HOOPS的矿体三维可视化建模关键技术研究

为了快速有效地开发三维矿体建模软件,引进三维图形引擎库Hoops,采用windows编程语言VC++开发了矿体三维实体可视化软件系统,重点研究了基于Hoops的矿体实体可视化建模过程中所涉及的关键技术:三维数据组织管理、基于勘探线剖面的矿体边界线三角剖分和三维地质体自动剖切。实例应用表明,该系统性能稳定,能够准确地模拟实际矿体的三维结构及分布情况。     

基于多尺度CSRBFs的地层三维地质建模

基于矿山多源数据实现地层三维地质建模是数字矿山研究中的一项重要工作,其成果有助于矿山资源评估、生产规划编制等工作的有序进行。采用插值方法对离散采样的非均匀点状数据进行处理,是精准构建矿体模型的关键。然而,矿体建模常用的插值方法在处理数据时,很少有效顾及数据的非均匀性。基于多尺度CSRBFs插值方法,提出了一种可以处理非均匀数据的地层三维建模技术。首先从多源数据中提取非均匀的地质离散点数据集。然后,使用多尺度CSRBFs插值构建地层表面模型,插值步骤包括：①样品点获取与单位法向量计算;②通过八叉树空间索引构建层次点集;③使用多尺度CSRBFs方法在样品点集上由粗到细逐层插值,计算地层表面隐式函数;④地层隐式曲面可视化。最后,使用提出的断层建模方法在连续地层表面构建正断层、逆断层和交叉断层模型。研究表明：多尺度CSRBFs（Multi-scale CSRBF, MsCSRBF）插值方法通过十折交叉验证获得的平均误差为0.943 m,精度优于反距离加权法（Inverse Distance Weighted, IDW）和普通克里金法（Ordinary Kriging, OK）,且MsCSRBF方法相比于IDW和OK方法插值运算效率更高。上述分析表明：多尺度CSRBFs差值方法能够针对非均匀数据进行地层表面模型的高精度、快速重建。     

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。     

基于径向基函数神经网络的矿井智能火灾探测方法

为了提高矿井火灾探测器对环境的适应力和抗干扰能力,采用逼近能力、分类能力和学习速度等方面优于BP网络的径向基函数神经网络,在MATLAB环境下构建火灾探测仿真模型,以温度、烟雾浓度、CO气体浓度作为输入,进行多信息数据融合,达到矿井火灾探测目的.仿真结果表明,该方法对明火、阴燃火和无火概率的识别误差均小于5%,可大幅降...     

露天采坑与矿体三维集成建模及更新算法

文中针对矿山露天坑与数字高程模型的几何无缝集成、露天开采中矿体模型动态分割建模问题,提出了一种模型相交影响域三角带的提取与网格重构算法。开发了矿山集成建模原型系统,实际工程案例表明,本文提出的集成建模算法有效,为数字矿山软件中的相关功能提供了一种新的算法。     

基于Datamine的大厂矿体三维可视化

以广西大厂矿体为研究对象,应用Datamine构建了矿体的三维模型,通过模型能直观清楚地看到地层的空间特征,矿体的空间位置;为计算矿体储量和品位报告奠定基了础,从而为矿山合理开发利用资源提供科学依据.     

穿脉数据约束下的金属矿体三维建模

针对金属矿山三维建模数据量较小难以精确还原矿体表面模型的问题,提出了一种穿脉数据约束下的三维矿体表面建模方法。通过分析钻孔数据缺失矿体的数据特征,以矿山工程图中穿脉图与矿体轮廓图为源数据,利用穿脉数据对矿体轮廓线进行约束;在讨论穿脉数据与矿体轮廓线匹配问题的基础上,提出了以穿脉上见矿点与轮廓线连接的方法以及穿脉数据约束矿体表面建模的约束算法。以内蒙古油篓沟矿区为研究对象进行建模。研究结果表明：在穿脉数据约束下的矿体三维建模可以更好的模拟矿体表面形态、提高建模精度,生产详查报告进行的储量估算与矿体建模插值后计算结果的储量值相差不大,结果较为准确。因此该算法有利于提高矿体储量的估算的精度。     

深埋矿体移动带三维圈定方法及应用

针对深埋矿山开采移动带二维圈定方法工作量大、精度低且难以满足日益增长的经济效益需求的问题,提出了一种深埋复杂矿体移动范围三维确定方法。结合沙岭金矿千米深井工程实例,在移动范围确定过程中,借助先进的3D建模技术获得三维矿山模型。该模型可以实现各类地质体的可视化,直观地展示其形态与产状,清晰地反映各构成因素间的相互关系。在3D模型中截取的特征剖面与经典移动带圈定岩移参数获取方法相结合,能轻松获得各特征剖面上的岩移参数值。通过给定的岩移参数值进而确定各特征剖面上的地表移动边界点,将各移动边界点连接即可实现矿山移动范围的圈定。研究结果表明,基于三维地质建模技术的移动带圈定方法合理可行,确定的纱岭金矿地表移动带能够兼顾安全生产与经济效益,为矿山生产开发奠定了有益基础,为类似矿山提供了有益借鉴。     

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.     

基于Surpac软件的矿区三维地质体建模

三维地质建模可以对复杂的地质体进行直观的显示和表达,有利于展现地质体的内部形态特征,便于矿山的管理与地质研究。以某铁矿床为研究对象,对该地区相关地质资料进行整理和收集,对地质勘探线数据和生产勘探线的钻孔数据进行信息化处理。基于三维矿业建模软件 Surpac,建立矿区地质体数据库、地质体实体模型和巷道模型。同时建立矿体模型为圈定有效的开采边界提供依据,并根据此模型及生产勘探线数据建立局部矿体模型加以比较,更新模型。建立地质体整体模型为生产勘探过程提供技术支撑,为矿山的开采计划提供指导意见。     

基于VC^＋＋和OpenGL的矿体三维可视化系统研发

介绍一个通用的矿体三维可视化系统,它是在windows环境下,以Visual C 开发语言与OpenGL为前台开发语言,利用ADO技术结合SQL server2000数据库而采用面向对象编辑开发的计算机软件,论文重点阐述了该系统的设计思想及其主要模块的实现方法。     

基于GTP修正的R3DGM建模与可视化方法

将广义三棱柱（GTP）的辅助几何要素--对角线--修正为四面体,解决了R3DGM（真三维地学模型）中数据组织与几何要素的不一致和空间操作中的几何裂缝问题.修正后的GTP模型集成了TIN,GTP和四面体模型的优点,构建算法简单且空间操作无缝.R3DGM过程分3步进行：① 根据钻孔孔口数据点与断层露头约束,按约束Delaunay法则生成地表不规则三角网（CD－TIN）;② 按地学推理规则,将CD－TIN中三角形沿钻孔迹线向下扩展生成GTP;③ 根据最小顶点标识法,将GTP模型转换成四面体.介绍了基于GTP修正构建的三维数字地质模型的任意平面剖切、虚拟开挖、空间查询等可视化方法.并结合北京CBD地下三维集成建模与空间操作,展示了模型构模及空间操作效果.     

基于三维建模的金矿带成矿预测技术研究

系统地提出了基于三维建模的隐伏金矿体预测方法。通过收集详细的地质信息,构建了地质参数数据库。利用当前金矿体与所有相关地质信息（包括地层、断层、矿化、矿物密度、地球物理、地球化学等）之间的相关性分析,确定了主要成矿预测因素。主要以Quantec 3D系统的建模手段进行分析,并且结合模糊综合评价和正交分析手段,用于确定各主要控矿因素的影响范围。最后得出矿化地质优势值,确定了金矿带的大致区域。通过工程试验验证了预测技术的可行性,相关的高电流密布区块被直观地显示,可作为未来金矿带勘探策略的指南。     

煤炭三维地质建模信息系统的研制及关键技术

对煤炭三维地质建模信息系统软件QvCoalMine的研制过程及关键技术进行了分析和说明。对系统的主体构架、业务流程、功能模块进行了介绍,详细分析了该系统在研发过程中的主要关键技术：真实折剖面技术;“钻孔－剖面－等高线”循环动态建模技术;地层煤层一体化建模技术;三维模型的动态编辑与分析技术。利用我国内蒙古东胜煤田的多个煤炭勘查区对本系统进行了综合测试和运用,结果表明：QvCoalMine系统提供的三维建模功能,能高效地构建出煤炭地质领域大多数地质对象和勘探开采工程的三维模型。     

基于蓝光数字化平台建立矿山三维模型

基于蓝光数字化平台，结合矿山实际生产需要，研究了矿山三维模型建立的方法，成功建立了视觉效果较好的河西金矿三维模型，并实现了此模型的漫游功能，达到了矿山模型视觉仿真的效果。