金属矿山地下开采方法三维建模技术研究

三维建模技术在各领域应用广泛。矿业领域中,采矿方法三维建模技术是矿山数字化的基础。一个兼容性良好的采矿方法三维模型能够满足教学演示、三维仿真场景搭建及物理模型输出等多方面要求。工业领域建模技术发展较为完善,矿业领域复杂地质体等矿业领域的建模技术也早有学者涉略,但完整的采矿方法三维建模却缺少一套系统的方法。本文依托三维建模软件,基于工程实践二维图纸,结合工业领域建模经验,就采矿方法三维建模技术进行研究,提出基于三视图的三维模型重构法,采用B-Rep模型和CSG模型组合的方式,实现采矿方法三维模型的快速构建。重构的三维模型能够满足教学演示、三维仿真场景搭建与物理模型输出要求。     

基于3D打印技术的采矿方法物理模型制作研究

传统采矿方法物理仿真模型制作流程复杂、周期长、成本高,对专业技术能力要求高,大大限制了采矿方法物理模型的普及与推广。3D打印技术作为一种实现三维虚拟模型实体化的新型制造技术,在采矿方法三维模型,尤其是物理模型制作中,具备高度灵活、制造成本低、周期短等优势。本文开展基于3D打印技术的采矿方法物理模型的制作研究,建立基于3D打印技术的采矿方法模型制作的标准化流程:三维建模、模型改塑、打印输出、组装成型和后期处理,分析基于3D打印技术采矿模型制作的工程结构展示、结构稳定性和模型最佳尺度等关键技术,提出阴模、阳模和阴阳模的概念,通过阴模、阳模和阴阳模相结合、切割、预置连接结构和确定最佳输出尺寸等解决方案,实现采矿方法物理仿真模型的快速制作。本文的研究为空间结构复杂多变的采矿方法模型制作提供了一种新的、可靠的实现手段。     

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。     

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Unity3D的采矿方法动态仿真系统研发

采矿工程教学交互仿真系统研究受到国内外采矿学者的广泛重视。针对采矿方法的动态仿真需求,研究采矿方法动态交互仿真的框架及功能需求,提出二维曲线挤出实体建模技术,为采矿方法动态仿真提供模型支撑;基于渲染器重写等可视化算法,将巷道掘进、炮孔钻进以及爆破过程动态可视化;利用坐标转换算法,实现了旋转、拖拽、平移及固定视角转化等用户交互操作。依托3d Max和Unity3D软件,针对VCR采矿方法进行动态仿真系统实现,通过碰撞体组件选择、控制代码优化等仿真系统性能优化方法,减轻计算机运行负担,提升了仿真效果和运行速度,为采矿行业交互仿真系统搭建提供可靠借鉴。     

基于点云数据特征点拼接的建筑物三维重构

随着数字测图的迅速发展,三维激光扫描技术已经应用到更多的领域。文中以中国矿业大学(北京)某办公楼为研究对象,通过三维激光扫描技术获取建筑物点云数据,采用建筑物点云数据特征点拼接方法,运用RISCAN PRO软件和三维建模软件进行了办公楼的三维重构。分析表明:通过建筑物点云数据特征点拼接方法能够提高外业工作效率,拼接精度较高,符合建筑物建模要求。     

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3D管理系统的煤炭矿山三维建模及实践:以陕北某煤矿为例

随着现代勘探技术的进步,矿区信息化水平的提高,使矿区三维建模与3D管理技术成为信息化研究的热点。本文阐述了基于GIS平台研发的煤炭地质3D管理系统的基本内容,介绍了煤炭矿山三维建模需要的矿区地形地质数据、钻孔数据、巷道数据、高程和影像数据等几种基础数据的处理方法,在此基础上介绍构建煤炭矿区煤岩层地质体模型、钻孔模型、巷道模型、采空区模型和地表影像模型等5个三维模型的步骤,并以陕北某煤矿为例说明了建模中可能遇到的具体问题和解决办法。     

地矿工程三维数据场可视化仿真技术

OpenGL是一种应用广泛的三维图形程序库。给出了一种在Vc 开发环境下，基于OpenGL技术来实现地矿工程三维数据场可视化仿真以及交互操作的方法，包括Op朗GL的基本原理、地矿体数据的结构化处理、地矿三维数据场的数据结构模型、地质钻孔和矿体的图像绘制与表现方法以及光照、显示列表、双缓存等实现技术，并结合某铁矿的实际，将这些方法与技术在微机上集成实现，取得了良好效果，证实了OpenGL技术在地矿工程可视化技术仿真系统研究中的有效性。     

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。     

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。     

金属矿山地下开采工程三维推演系统架构研究

采用现代高新技术改造传统采矿工业是矿山发展的必然趋势。虚拟矿山是数字矿山的重要组成部分,是传统矿山的一种新型表达方式,在矿山信息化建设中扮演着举足轻重的角色。在分析了国内外数字矿山研究及应用现状的基础之上,讨论金属矿山地下开采工程三维动态推演系统的架构,阐述了如何以3D图形渲染技术和地理信息系统技术为依托,完成自然实体、人工实体和三维地质数据的精确地表达,将矿区工业广场以及地层、巷道、工作面的空间位置关系直观地展现出来。在此基础上通过对金属矿山井下工程数据资料的有效整合以及科学的分析,实现采矿方法的优选,并结合采矿设计的标准和采矿设计工程师的设计理念对地下开采过程进行动态推演,从而为采矿设计者的决策提供重要科学依据。     

矿区土地复垦规划三维可视化技术

为了解决传统的二维矿区复垦平面规划不能满足用户对空间数据和属性数据进行表达和分析的问题,研究了基于ArcGIS的矿区土地复垦三维景观模型的构建及可视化方法。利用ArcGIS 平台的3D Analyst模块,建立矿区土地复垦区的三维景观模型,并对复垦区进行坡度、坡向分析和挖填方分析,根据分析得到的数据确定耕地、林地、居民区、道路、鱼塘等景观实体在三维景观模型中的位置、面积及范围,并对三维模型整体区域进行科学合理的景观规划,实现了较大程度的真实场景规划。以焦作市冯营矿区为例,研究了通过复垦区景观三维可视化技术进行规划的应用过程。结果表明,所研究的基于ArcGIS的矿区土地复垦三维景观模型的构建方法直接准确,有助于提高矿区整体土地复垦效率及景观规划的科学性和真实性。     

基于3D Max和Virtools的矿井虚拟仿真系统设计

从煤炭安全生产形势和传统实验教学环节存在不足入手,引入了虚拟现实技术对矿井虚拟仿真系统的设计与开发,提出了一种基于软件实现的设计方法一利用3D Max进行三维模型建模、贴图和渲染,利用Virtools进行交互设计和整合,提出了开发的流程以及常见问题的解决方案,并以综采工作面仿真系统的开发为研究实例描述了其具体的应用开发...