三維可視化集成礦山地測(cè)采信息系統(tǒng)研究.pdf

1、論文針對(duì)當(dāng)前礦山地測(cè)采信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中存在的問(wèn)題，結(jié)合礦山實(shí)際需要，將可視化和集成化思想引入地測(cè)采信息系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論、地礦三維建模理論、MIS系統(tǒng)開(kāi)發(fā)理論、三維可視化技術(shù)、智能識(shí)別技術(shù)及OpenGL技術(shù)，對(duì)礦山可視化地測(cè)采信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)問(wèn)題及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。
　　 論文對(duì)當(dāng)前礦山地測(cè)采信息系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題進(jìn)行了分析。研究了礦山地測(cè)工作的一般數(shù)據(jù)流程，結(jié)合礦山生產(chǎn)實(shí)際需要，提

2、出了三維可視化地測(cè)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(chǔ)信息平臺(tái)、綜合查詢(xún)平臺(tái)及圖形處理平臺(tái)三大模塊，各模塊之間通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)及接口程序進(jìn)行交互。
　　 論文運(yùn)用MIS系統(tǒng)開(kāi)發(fā)理論、面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法、構(gòu)件技術(shù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)、分布式應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)與WebServices技術(shù)，結(jié)合礦山地測(cè)數(shù)據(jù)采集及處理流程，開(kāi)發(fā)了一套基于C/B/S混合模式的地測(cè)信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了地測(cè)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(shí)為圖形處理系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　 通過(guò)對(duì)于礦山地質(zhì)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(cè)量數(shù)據(jù)的巷道自動(dòng)成圖算法及礦脈編錄數(shù)字化算法。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)地質(zhì)編錄數(shù)字化軟件的現(xiàn)狀，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原理、智能識(shí)別技術(shù)及數(shù)字素描導(dǎo)線(xiàn)定位線(xiàn)技術(shù)，研制了一套基于C＃.NET交互式CAD技術(shù)的地質(zhì)編錄智能分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了巷道地質(zhì)編錄圖件的數(shù)字化及自動(dòng)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(chǔ)上，研究了地礦三維數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，提出了在真三維環(huán)境下，大型礦山復(fù)雜礦區(qū)工程三維立體模型的快速構(gòu)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(jìn)的中點(diǎn)移位法結(jié)合矩形網(wǎng)格法的地形等值線(xiàn)推估算法，給出了基于三角網(wǎng)生長(zhǎng)法的Delaunay子三角網(wǎng)構(gòu)建方法及地形模型簡(jiǎn)化技術(shù)。在開(kāi)拓系統(tǒng)建模方面，論文研究了巷道中心線(xiàn)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(xiàn)加載斷面相結(jié)合的井下開(kāi)拓工程三維建模方法。在巖性建模方面，給出了計(jì)算機(jī)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)解釋進(jìn)行巖性建模的方法，提出了巖性建模的一般推估過(guò)程。在礦體建模方面，給出了基于鉆孔勘探線(xiàn)剖面圖的礦體表面模型構(gòu)造方法及礦體封閉方式，針對(duì)鉆孔剖面圈連礦體對(duì)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(lái)圈定礦體輪廓線(xiàn)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(zhì)平面圖來(lái)進(jìn)行實(shí)體模型的連接。針對(duì)傳統(tǒng)塊段建模方法所存在的缺陷，采用了八叉樹(shù)

6、結(jié)構(gòu)來(lái)建立和表達(dá)塊段模型，并在此基礎(chǔ)上給出了八叉樹(shù)與有向有界箱(OBB)樹(shù)的相交測(cè)試算法。
　　 針對(duì)傳統(tǒng)儲(chǔ)量計(jì)算方法存在的局限性，研究了基于無(wú)偏估計(jì)的克立格空間內(nèi)插與外推方法，為了消除傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)計(jì)算方法的不穩(wěn)健因素，將穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)學(xué)引入到變異函數(shù)的計(jì)算中，提出了一種能有效反應(yīng)實(shí)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(yàn)證方法。
　　 研究開(kāi)發(fā)了一套基于OpenGL可視化開(kāi)發(fā)技術(shù)的礦山三維建

7、模系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)分析與管理、三維建模、儲(chǔ)量計(jì)算與管理、圖形輔助操作等功能。通過(guò)編制地測(cè)信息管理系統(tǒng)、地質(zhì)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(shí)現(xiàn)了“地測(cè)數(shù)據(jù)一次性采集、實(shí)時(shí)傳輸共享、地測(cè)圖件自動(dòng)生成、三維可視化建?！钡囊惑w化集成。通過(guò)在礦山的實(shí)際應(yīng)用，建立了某大型金礦的礦區(qū)工程三維實(shí)體模型，實(shí)現(xiàn)了地形、鉆孔、中段巷道、開(kāi)拓系統(tǒng)、礦體等模型的三維可視化顯示；對(duì)于某鐵礦山進(jìn)行了礦床建模實(shí)踐，在樣品組合及統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，建立