三維可視化集成礦山地測采信息系統(tǒng)研究.pdf

1、論文針對當前礦山地測采信息系統(tǒng)開發(fā)和應用中存在的問題，結合礦山實際需要，將可視化和集成化思想引入地測采信息系統(tǒng)的研究與開發(fā)，運用計算機圖形學理論、地礦三維建模理論、MIS系統(tǒng)開發(fā)理論、三維可視化技術、智能識別技術及OpenGL技術，對礦山可視化地測采信息系統(tǒng)開發(fā)的基礎問題及關鍵技術進行了深入的研究。
　　 論文對當前礦山地測采信息系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及存在的主要問題進行了分析。研究了礦山地測工作的一般數(shù)據(jù)流程，結合礦山生產(chǎn)實際需要，提

2、出了三維可視化地測采信息系統(tǒng)的集成方案，根據(jù)功能分解原理，將系統(tǒng)劃分為基礎信息平臺、綜合查詢平臺及圖形處理平臺三大模塊，各模塊之間通過數(shù)據(jù)庫及接口程序進行交互。
　　 論文運用MIS系統(tǒng)開發(fā)理論、面向對象的系統(tǒng)分析與設計方法、構件技術、數(shù)據(jù)倉庫技術、分布式應用體系結構與WebServices技術，結合礦山地測數(shù)據(jù)采集及處理流程，開發(fā)了一套基于C/B/S混合模式的地測信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了地測數(shù)據(jù)的合理組織和有效管理，為礦山生產(chǎn)、規(guī)

3、劃決策提供了依據(jù)，同時為圖形處理系統(tǒng)提供了基礎數(shù)據(jù)。
　　 通過對于礦山地質編錄圖件的三維空間數(shù)字化研究，論文建立了基于井下測量數(shù)據(jù)的巷道自動成圖算法及礦脈編錄數(shù)字化算法。針對目前國內尚無地質編錄數(shù)字化軟件的現(xiàn)狀，運用計算機圖形學原理、智能識別技術及數(shù)字素描導線定位線技術，研制了一套基于C＃.NET交互式CAD技術的地質編錄智能分析系統(tǒng)，實現(xiàn)了巷道地質編錄圖件的數(shù)字化及自動成圖。
　　 在分析傳統(tǒng)礦區(qū)工程三維建模方法局限

4、性的基礎上，研究了地礦三維數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)結構的設計問題，提出了在真三維環(huán)境下，大型礦山復雜礦區(qū)工程三維立體模型的快速構建方法。在地形建模方面，引入了基于分形維數(shù)的地表插值算法，提出了改進的中點移位法結合矩形網(wǎng)格法的地形等值線推估算法，給出了基于三角網(wǎng)生長法的Delaunay子三角網(wǎng)構建方法及地形模型簡化技術。在開拓系統(tǒng)建模方面，論文研究了巷道中心線加載斷面的巷道生成算法，給出了巷道頂、底板表面模型的剖分連接方法，提出了巷道頂、底板合成與

5、巷道或井筒中心線加載斷面相結合的井下開拓工程三維建模方法。在巖性建模方面，給出了計算機結合經(jīng)驗解釋進行巖性建模的方法，提出了巖性建模的一般推估過程。在礦體建模方面，給出了基于鉆孔勘探線剖面圖的礦體表面模型構造方法及礦體封閉方式，針對鉆孔剖面圈連礦體對于薄礦脈或是極薄礦脈的不適用性，提出采用按中段礦脈來圈定礦體輪廓線的方式，采用分礦脈繪制的數(shù)字化試料平面圖或中段地質平面圖來進行實體模型的連接。針對傳統(tǒng)塊段建模方法所存在的缺陷，采用了八叉樹

6、結構來建立和表達塊段模型，并在此基礎上給出了八叉樹與有向有界箱(OBB)樹的相交測試算法。
　　 針對傳統(tǒng)儲量計算方法存在的局限性，研究了基于無偏估計的克立格空間內插與外推方法，為了消除傳統(tǒng)實驗變異函數(shù)計算方法的不穩(wěn)健因素，將穩(wěn)健統(tǒng)計學引入到變異函數(shù)的計算中，提出了一種能有效反應實際的三維穩(wěn)健克立格法，并給出了變異函數(shù)的擬合算法及變異函數(shù)參數(shù)的交叉驗證方法。
　　 研究開發(fā)了一套基于OpenGL可視化開發(fā)技術的礦山三維建

7、模系統(tǒng)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)分析與管理、三維建模、儲量計算與管理、圖形輔助操作等功能。通過編制地測信息管理系統(tǒng)、地質編錄智能分析系統(tǒng)及礦山三維建模系統(tǒng)之間的接口程序，實現(xiàn)了“地測數(shù)據(jù)一次性采集、實時傳輸共享、地測圖件自動生成、三維可視化建模”的一體化集成。通過在礦山的實際應用，建立了某大型金礦的礦區(qū)工程三維實體模型，實現(xiàn)了地形、鉆孔、中段巷道、開拓系統(tǒng)、礦體等模型的三維可視化顯示；對于某鐵礦山進行了礦床建模實踐，在樣品組合及統(tǒng)計分析的基礎上，建立