三維巷道漫游的研究與軟件開發(fā).pdf

1、中國的煤炭儲(chǔ)量居世界第三位，僅次于美國和俄羅斯。現(xiàn)在，中國消費(fèi)著世界上1/3的煤炭，80％的電力和75％的家庭供暖要靠煤炭。隨著我國經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入和現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，煤礦生產(chǎn)必將改變目前的人海戰(zhàn)術(shù)，以現(xiàn)代化的管理和生產(chǎn)技術(shù)展現(xiàn)于世人面前。實(shí)現(xiàn)礦山管理和生產(chǎn)現(xiàn)代化的關(guān)鍵技術(shù)之一在于礦山信息管理的現(xiàn)代化。 礦山地理信息系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，簡稱GIS)在礦山中的應(yīng)

2、用，它是GIS的一個(gè)重要分支。礦山地理信息系統(tǒng)主要面對(duì)兩類空間目標(biāo)，即巷道和地層，巷道是采礦生產(chǎn)中將煤炭從工作面運(yùn)送到地面，以及通風(fēng)、安全輸送工人的通道。對(duì)整個(gè)礦井而言，巷道是其核心部分；如果單獨(dú)把某一條巷道作為研究對(duì)象，我們更關(guān)心的是巷道的內(nèi)部特征，如用處、巖性、內(nèi)部設(shè)備等。因此研究和開發(fā)巷道及其內(nèi)部設(shè)備的三維漫游模型對(duì)煤礦安全生產(chǎn)、礦井優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算結(jié)果的可視化具有指導(dǎo)意義。 本文主要研究了以下六個(gè)方面的問題： ①分

3、析了國內(nèi)外煤礦三維巷道系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，指出了目前的研究存在的主要問題，并提出了相應(yīng)的解決對(duì)策。 ②分析了國內(nèi)外常用的面向煤礦應(yīng)用的三維數(shù)據(jù)模型和相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀，最后探討了適合煤礦三維巷道模擬的三維數(shù)據(jù)模型和三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 ③主要研究了拱形巷道及其內(nèi)部設(shè)備三維建模的數(shù)據(jù)來源和特點(diǎn)：給出了拱形巷道建模的設(shè)計(jì)思路；研究了實(shí)現(xiàn)巷道體和相鄰巷道體之間連接處三維建模的算法；另外也研究了實(shí)現(xiàn)巷道體內(nèi)部紋理貼圖技術(shù)及巷道內(nèi)

4、部設(shè)備三維建模的相關(guān)算法；研究了實(shí)現(xiàn)三維巷道漫游的算法。 ④在VC++.NET開發(fā)環(huán)境下使用OpenGL實(shí)現(xiàn)了三維巷道模型、三維巷道內(nèi)部紋理貼圖、三維巷道內(nèi)部設(shè)備模型及三維巷道漫游。 ⑤詳細(xì)說明了煤礦三維巷道系統(tǒng)軟件開發(fā)的總體設(shè)計(jì)思想以及系統(tǒng)的整體框架和各個(gè)功能模塊，選擇了VC++.NET和OpenGL作為煤礦三維巷道系統(tǒng)的主要開發(fā)工具，基于Windows平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中的各個(gè)功能模塊。 ⑥