某矿床资源及采场环境三维可视化模型框架的建立
三维地矿GIS模型的构建与矿体三维可视化
三维地矿GIS模型的构建与矿体三维可视化时会省（郑州测绘学校，河南郑州450015）摘要：复杂地质体必须用三维GIS进行有效的描述，提供一个动态的交互式显示环境，用以在相应空间氛围内逼真创建和显示矿体。
本文总结了现有的构摸算法:块段（block）构模法、线框（wire frame）构模法、实体（solid）构模法、断面（section）构模法、表面（surface）构模法。
并在此基础上分析了地矿三维可视化技术。
关键词：三维地理信息系统；可视化；三维投影一、前言GIS 是一门以应用为目的的信息技术。
3 维GIS 是许多应用领域对GIS 的基本要求, 目前商品化GIS 软件大多以2维为主, 尤其是在地质矿山领域, 由于它是一个真三维动态地理环境，所有的工作都是在真三维的环境下进行的，因其空间对象的不规则性, 很难用当前流行的GIS 软件描述, 并且3 维GIS 在地矿中的应用尚处于起步阶段, 因此迫切需要对3 维GIS 理论和方法进行研究。
可视化技术是当前地理信息系统的研究热点。
产生3 维图像可视化对于理解和想象地理空间世界及其变化十分重要。
近年来, 3 维地学可视化等问题已成为GIS 的技术前沿和攻关热点。
二、矿山三维重构算法1、块段（block）构模法块段构模技术的研究和应用始于20世纪60年代初，是一种传统的地学构模方法。
20世纪60年代和70年代开发的一些计算机系统即采用这种构模技术，比较典型的有奥廷托锌业公司（RTZ）开发的OBMS和OPDP系统，控制数据（Control Data）公司的MINEVAL系统和Minetec公司的MEDS系统。
这类构模技术是把要建立模型的整个立方块空间分割成规则的3维立方网格（grid），称为块段；每个块段在计算机中存贮的地址与其在自然矿床中的位置相对应；用克立格法、距离加权平均等方法和优势原则来确定各块段中的品位或质量参数。
这种技术的优点是可以采用隐含定位技术来节省存储空间和运算时间；但在精确模拟矿体边界与分割粒度（存储量）上存在尖锐矛盾。
矿井三维模型可视化系统的设计与实现
矿井三维模型可视化系统的设计与实现摘要：巷道包含了复杂的拓扑信息和空间信息，是矿井其他信息的空间载体，其建模尤为重要。
本文针对矿井三维模型可视化的需要，设计并实现了一套基于Java语言的矿井三维可视化模型。
系统主要包括不同断面巷道模型的分类和参数化构建、矿井液压支架模型的实现、巷道纹理材质库的选择、光照选择，巷道漫游等。
关键词：矿井三维可视化，JOGL，Java，巷道1引言数字矿山作为一种复杂的三维空间信息系统，不仅能够存储、分析和表达真实矿山中各种空间实体对象的属性信息，而且涉及大量复杂的空间定位特征及可能拓扑关系的组织和管理。
因而，数字矿山的三维空间数据模型是联结真实矿山世界和计算机中抽象的矿山世界的桥梁[1]。
本研究就是对矿井三维模型可视化系统进行设计与实现。
通过数字矿山建设至少可以在以下几个方面给矿山企业带来好处：1、提高矿山企业的生产效率和资源优化；2、加强矿山的安全管理，积极的预防矿难事故；3、降低决策的风险性，提高企业快速反应能力。
本文针对煤矿井下环境抽象出各类图元，在空间上模拟真实井下系统，实现了矿井三维模型可视化系统[2-3]。
2 JOGL图形库JOGL是Java对OpenGL API绑定的开源项目并设计为采用Java开发的应用程序提供2D/3D图形硬件支持。
JOGL对OpenGL 2.0[4-5]规范中的API和几乎所有第三方开发商的扩展提供完整访问，而且集成了AWT和Swing界面组件。
JOGL函数库的简单抽象要比高度抽象如Java 3D函数库执行起来高效的多，因为其大部分代码是自动生成的，所以JOGL的升级可以迅速的与OpenGL升级相统一[6-8]。
3矿井三维模型可视化的设计3.1巷道图元三维模型分析巷道由于存在于地下，其数据提取不像地表实体一样简单。
巷道图元与巷道图元间采用非直线形式，以实际角度进行弧形连接。
根据巷道的不同用途，其断面形状，宽度，高度也都不一样，所以可以从巷道断面形状入手抽象出几例模型。
矿井三维可视化仿真系统研究的开题报告
矿井三维可视化仿真系统研究的开题报告一、选题背景矿井是一个危险且特殊的工作环境，其地形地貌复杂，资源类型多样，有些矿井甚至存在可燃气体等危险物质。
为了保障矿工的安全和提高矿井生产效率，需要对矿井进行准确全面的管理和监控。
目前，矿井管理和监控主要依靠观察和手工记录，这种方法存在一定的误差和漏洞。
因此，矿井三维可视化仿真系统的研究具有十分重要的意义和应用价值。
二、目的和研究内容本研究旨在开发一套矿井三维可视化仿真系统，通过建立矿井数字模型、采用虚拟现实技术和数据挖掘技术，实现对矿井生产和管理的全面监测和控制。
具体研究内容如下：1. 建立矿井数字模型通过对实地矿井进行扫描和测量，使用三维建模软件建立矿井数字模型。
在数字模型中加入有关矿井地下通道、设备、人员等信息。
并将模型数据储存于数据库中。
2. 虚拟现实技术的应用利用虚拟现实技术，将数字模型模拟成逼真的可视化场景，实现对矿井生产和管理的实时监控。
并通过增强现实技术，将虚拟场景和实物相结合，快速定位和处理矿井生产过程中的异常情况。
3. 数据挖掘技术的应用利用数据挖掘技术，采集和分析矿井生产过程中所产生的数据，预测和识别可能存在的问题和危险，提供优化方案和建议，保障矿井的安全和高效运行。
三、预期成果本研究预期达到以下成果：1. 建立可视化的三维矿井数字模型，储存于数据库中。
2. 利用虚拟现实技术，实现对矿井实时监控和管理。
3. 利用数据挖掘技术对矿井生产数据进行分析和预测，提供优化方案和建议。
四、研究方案和进度安排本研究计划分为以下四个阶段进行：1. 矿井数字模型的建立和储存，包括矿井地面和地下数字模型的建立、矿井信息的整理和储存、数字模型数据的存储与管理等，预计用时2个月。
2. 虚拟现实技术的应用，包括针对各类矿井场景的虚拟现实设计、加入增强现实技术，实现虚实结合，预计用时3个月。
3. 数据挖掘技术的应用，采集矿井的生产数据，进行数据分析、处理与挖掘，提供提高矿井生产效率的可行性方案，预计用时4个月。
矿井三维仿真可视化解决方案
演讲人
目录
01. 解决方案概述 02. 应用场景 03. 技术实现 04. 案例分析
解决方案概述
矿井三维仿真技术
01
利用计算机图形学和虚拟 现实技术，构建逼真的三 维矿井模型
02
支持实时交互，用户可以
在三维场景中自由漫游，
观察矿井的各个部分
03
提供多种可视化工具，如 剖面图、立体图等，帮助 用户更好地理解矿井结构
矿井安全监测
实时监测矿井内的气体浓度、 温度、湿度等环境参数
及时发现安全隐患，如瓦斯 泄漏、顶板塌陷等
及时报警，提醒相关人员采 取措施，避免事故发生
记录监测数据，为矿井安全 管理提供数据支持
矿井生产管理
实时监控：对矿井生 产过程进行实时监控，
确保生产安全
生产计划：制定合理 的生产计划，提高生
产效率
应用场景
矿井设计规划
地质建模：利用三维仿 真技术，构建矿井地质 模型，为设计规划提供 基础数据。
01
通风系统设计：设计矿 井通风系统，确保矿井 内空气流通，保障矿工 安全。
03
02
04
采矿方案设计：根据地 质模型，设计采矿方案， 包括采矿方法、采矿设 备、采矿路线等。
排水系统设计：设计矿 井排水系统，确保矿井 内积水及时排出，保障 矿井安全。
04
支持模拟各种灾害和事故
场景，帮助用户进行应急
演练和培训
可视化呈现方式
3D模型：真实还原矿井
结构，提供直观的视觉 01
体验
虚拟漫游：模拟矿井内
部环境，提高员工培训 03
效果
实时数据：动态展示矿
02 井生产数据，便于监控
某矿山三维地质模型的构建
成 Ｄ Ｍ， 成 地 表 模 型 的 构 建 。 建 立 的 地 表 模 型 如 图 １ Ｔ 完
断 面 — — 三 角 网 （ ｅｔ ｎ—ＴＮ） Ｓｃｉ ｏ Ｉ 多 层 Ｄ ＭＳ Ｅ 规则块体 （ ｅｕａ ｌｃ ） Ｒ ｇｌｒ ｏｋ Ｂ 非规 则 块 体 （ｒ ｇｌｒ ｌ ｋ Ｉｅｕａ ｏ ） ｒ Ｂｃ 广 义三 棱 柱 （ Ｔ ） Ｇ Ｐ
１ 矿 区工 程地质 概 况
矿 区地 形 为 低 山丘 陵 ， 势 东 高 西 低 ， 部 为 山 地 ， 高 地 东 最 峰 海 拔 标 高 为 ２４ｍ， 型 一 般 较 缓 ， 部 陡 峭 ， 脉 走 向 北 ８ 山 局 山 东， 中部 为 山 间平 原 ， 势 平 坦 ， 第 四纪 冲 积 土 ， 高 １ 地 为 标 ０ｍ
地 层 面 模 型 构 建 的 目 的 是 为 了 直 观 清 楚 的 表 达 矿 区 地
层与矿体的空间位置关系 ， 可以清楚 地看 出矿体 主要的集 中 层 位。把矿区 勘探 线剖 面 图做 为原 始 资料 加 以处 理 Ｊ ：
（ ） 勘 探 线 剖 面 图 在 Ｃ Ｄ 中矢 量 化 （ １将 Ａ 只抽 取 地 层 线 即 可 ） ，
３ 三维 地质模 型 的构建
３１ 地表模 型 ．
左右 ， 西部为 丘陵山地 ， 高 ３ 标 ０～８ ０ ｍ。矿 区出露地层 自志 留系至侏罗系 ， 可分为上下两个构造层 。下构 造层位志 留系
至 二 叠 系 的 海 相 碳 酸 盐 及 碎 屑 沉 积 岩 、 相 碎 屑 沉 积 岩 和海 三 陆 陆交互相沉积。上构造层为侏罗系陆相碎屑沉积 。
矿区实景三维建模及Web可视化管理平台的构建
矿区实景三维建模及Web可视化管理平台的构建发布时间：2023-03-06T08:22:52.990Z 来源：《中国科技信息》2022年19期10月作者：李建东苏锦全张金贵[导读] 本文主要讨论基于低空无人机倾斜摄影测量的矿区大面积部件级实景三维建模及Web可视化管理平台构建李建东苏锦全张金贵（鹤庆北衙矿业有限公司，云南大理 671507）摘要：本文主要讨论基于低空无人机倾斜摄影测量的矿区大面积部件级实景三维建模及Web可视化管理平台构建。
在建模方面着重考虑外业航飞时间窗口选择、建模速度、建模质量、建模精度之间的关系。
在可视化方面主要基于B/S技术，确定数据存储方式、素材、场景、用户管理等技术要点。
在功能方面以实景三维模型、DOM为底图，将矿权、林土地、管线等重要地理实体进行叠加管理，扩展模型单体化、BIM模型和基本量测等功能，实现矿区“一张图”管理。
关键词：倾斜摄影； B/S ；可视化；一张图Construction of 3D modeling and Web visualized management platform for mine real sceneABSTRACT: This paper mainly discusses the construction of 3D modeling and Web visualization management platform for large area parts based on tilt photogrammetry of low-altitude UA V. In terms of modeling, the relationship among flight time window selection, modeling speed, modeling quality and modeling accuracy is emphasized. In terms of visualization, mainly based on B/S technology, data storage, material, scene, user management and other technical points are determined. In terms of functions, the 3D real scene model and DOM are used as the base map to carry out overlapping management of important geographical entities such as mineral rights, forest land and pipelines, and expand the functions of model monomer, BIM model and basic measurement, Realize "one map" management in mining area.KEY WORDS: oblique photography; B/S; Visualization; A picture0引言近年发展的低空无人机倾斜摄影测量技术为高空间分辨率、高时间分辨率、大范围的基础地理信息数据采集与更新提供了重要的手段[2]。
三维矿体模型建设方案
三维矿体模型建设方案构建三维矿体模型，实现矿井掘进区域的地层结构、地质构造、煤层，顶板和底板岩性，厚度、水富集区等的三维可视化。
以三维地质静态模型为基础，不断融入矿企生产过程中的实时、动态、高精度地质信息，实现三维地质模型的动态更新、规划切割、交互漫游、属性查询等。
1、矿区地质体建模1.1 矿区钻孔三维建模钻孔模型的构建采用钻孔自动建模的方法，将原始数据进行标准地层编辑与钻孔标准化后，利用建模工具进行自动建模。
通过选择钻孔数据，利用钻孔基础地理位置、标高等基础信息、钻孔分层信息，设置截面半径、标准分层版本、模型名称、颜色或纹理样式等参数，利用三角化技术，在场景中构建三维钻孔模型。
同时可以利用测井数据进行测井曲线的三维建模。
图钻孔模型和测井曲线1.2 矿区地质体结构建模（1）多源数据耦合层状地质体快速建模对于简单层状地质体，系统将采用“钻孔-剖面/等值线-地层实体”构模的整体建模思路，采用所有地层界面共用的网格模板来构建各个地层面，再根据建模范围和精度（网格间距）要求生成地形网格基础上，从基础数据库中可提取钻孔点位和分层信息叠加等值线数据生成地层面强约束点，从剖面中提取有关地层边界线信息，基于地形网格应用这两类数据进行插值计算构造各地层面模型，最后根据地层之间的叠覆关系等地质信息生成地层实体模型，同时，对于地表模型可添加地形约束，构建出真实地形地貌单元的地质模型。
对建立完的地质模型，可以不断的添加各种约束数据，指定约束数据的影响范围，对地质模型进行反复的重构更新，从而更精确的去表现真实的地质形态。
这种建模方法需在建模范围内整理出一套一致的、宏观上的、具有固定层序的地层划分方案。
采用这一方法一般可通过钻孔数据直接建立三维地层模型，对于地质情况比较复杂的区域，如包含夹层、尖灭、透镜体等特殊地质现象的区域，可通过补充剖面、地层平面分布图（用于确定地层边界和地层面起伏变化情况）和设置参数等方式干预建模。
实际应用时对于特定的建模区域，可能会有数目众多的钻孔，这些钻孔能够提供的信息包括各个钻孔的位置（地理坐标）、钻孔的类型以及地层的分层信息等。
某矿床资源及采场环境三维可视化模型框架的建立
目前 可 视 化 建 模 系统 的 软 件 很 多 ， 建 块 段 的 品位 都 是 通 过 克 里 格 距 离 反 比 问题 ， 而 提 高 模 型 效 率 。 点 是 边 界 确 定 从 缺 模 方 法 也 有 很 大 差 异 。 同的 建 模 方 法 ， 不 其 或 其 他 估 值 方 法 来 去 估 值 ， 认 为 其 品 位 不准 ， 着 三 维技 术 进 步 ， 并 随 网格 模 型 适 用 范 框架不 同， 可视 化 的 效 果 也 不 同 ， 型 的精 为 一 常 数 值 。 模 型 主 要 描 述 浸 染 状 的 金 围 已 经 越 来 越 窄 。 模 该 多用 于 大 型露 天 矿 山 。 特 点是 结 其 确 度 也 不 同 。 而 ， 模 方 法 都 有 其 优 缺 属 矿 床 ， 然 建 （ ） 面模 型 ３断
引言
所 谓 的 可 视 化 模 型 是 指 将 所 有 数 据 和
图件利用 计算机软 件转化来准确 表征 ， 以 利 于 认 识 所 论 对 象 信 息 的技 术 方 法 。 是 质统 计 学 方 法 中 的 品 位 估 值 ， 以也 称 它 平 面 网格 ， 格形 态为 正方 形 或 者 矩 形 ， 它 所 网 对 通 过 矿 业 工 程 软 件 系统 来 实 现 的 ， 开 发 们 为 地 质 统 计 学 估 值 模 型 。 要 每 一 网 格 进 行 估 值 计 算 ， 网 格 的 垂 直 柱 在 这 样 一 个 软 件 系 统 ， 必须 建 立 其 功 能 的 就 （ ） 段模 型 １块 体方 向记录矿 体厚度的模型技 术。 目前 该 框架 。 块 段 模 型 的 实 质 是 用 一 系 列 大 小 相 同 技 术 广 泛 应 用 于 Ｇ ｓ 地 形 数 据 和 地 层 可 Ｉ的
三维可视化建模技术在矿山工程中的应用
的数据集合。它是进行地质解译、 品位推估、 储量计 算与管理 以及后续采矿设计等 的基础 ， 包括 了开 口 文件 （ ｏａ）测 斜文件 （ｕｖｖ 、 孔样 品文件 （ — Ｃ ｌ ｒ、 ｌ Ｓ ｒｅ）钻 Ａｓ
部， 矿体赋存于花岗岩与 Ｔ ｇ 碳酸盐类岩石 的接触 ｛
带上 ， 由于受 背阴 山断裂 、 阴山突 起花 岗岩岩 体表 背 面形态 及接 触带 的控 制 ， 体 形 态 复杂 ， 似 层 状 、 矿 呈 透 镜状 ， 局部呈 盆状 、 状产 出。矿 床成 因 主要 与岩 槽 浆期 后 中 一高 温气 成 热液 所 形 成 ， 矿体 总 体走 向近 东 西 ， 向长约 ３０Ｉ， 高北低 ， 角 随岩体形 态改 走 ０ 南 ｎ 倾 变 ， 体 由西 向东 侧伏 ， 矿 赋存 标 高 １６ ０～１７５ｉ， ７ ４ ｎ 南北 宽 １ ０～１０ｍ， ０ ８～２ 矿 石类 型 有块 状 ２ 厚 ． ２ｍ， 硫化 矿 、 卡岩 型 硫 化矿 ， 状 （ 矽 砂 风化 ） 化 矿 ， 部 硫 局
化 ， 中地信 息工程 有 限公 司 的 ＭＡＰ Ｉ 、 武汉 Ｇ Ｓ 北京 超
作者简介 ： 沙明光 （９ ３ ， ， １５ 一）男 工程师 ， 主要从事矿山采矿生产技术 和经营管理工作 。
有氧化矿和含矿大理岩 ， 矿体属锡 、 铜共生硫化矿。
２ 矿 山地质实体模 型构建
２ １ 钻 孔数据 库及统计 分析 ．
大提高了采矿方法设计的工作效率 ， 使采 矿方法 的设计 更加直观形 象、 容易理解 ， 今后 的应用前 景
必将越来 越广泛 。
关键词 ： 三维可视化 ； 地质统计学 ； 采矿设计
中图分类号 ： Ｄ ７ Ｔ ６３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ３ ５ ０ ２ １） １ ０ ０ ５ １０ —５ ４ （０ ０ ０ —０ １ —０
三维可视化建模技术在矿山工程中的应用
雷
南阳 ４３０ ） ７ ４ ０ 南阳 ４３０ ） ７４ ０
（． ２ 河南省地质矿产开发局第一地质勘查 院， 河南 摘
要： 随着地质统计学 、 数学 、 计算机 图形学 和网络技术 的发 展 ， 在科学计算可视化 的基础上 ， 工程地质逐 视化 的 方 向发 展 。 文 章 以某 锡 矿 为 例 ， 于 地 质 统 计 学 理 论 和 方 法 ， 用 能 够 反 映 区域 化 变 数 可 基 应
理解 ， 用前景必将越来越广泛 。 应 关键词 ： 维可视化 ； 质统计学 ； 矿设计 三 地 采 中 图分 类 号 ：Ｄ ７ Ｔ ６３ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： ０ １ ６—２０ （ ００ ０ ０ ６ ２ ２ １ ）４—００ ０ ０ ９— ５
Ａ ＰＰＬｌ ＣＡ’’ Ｕ ３Ｄ Ｖｌ ｌＵ ｌ ’ ＳＵＡＬ Ｕ ＤＥＬＩ ｌ Ｍ Ｎ【 ’ ＨＮ Ｉ ＵＥ Ｉ Ｅ ＥＣ Ａ Ｎ Ｉ ＭＮ ＥＮＧ Ｉ ＥＥＲＩ Ｇ Ｎ Ｎ
ｓｉｎｉｃｖｓａ ｚｔ ｎ Ｔ ｅｐｐ ｒ ｏｋａｔ ｎ ｓｒｓａｃ ｂｅｔ ｎ ｓ ｂｉ ｅ ｍ ｄ ｓｏ ｄ ｐｓ ｎ ｃ ｔｉ ｉ ｌ ａ ｏ ． ｈ ａ ｅ ｔｏ ｎｍｉｅａ ｅｅｒｈｏｊｃ，ａｄ ｅｔ ｌ ｈ ｄａ３ ｏ ｅ ｆ ｅ ｏｉ ａ ｄ ｅ ｆ ｕ ｉ ｉ ｉ ａ ｓ Ｄ ｔ
量特征 的变异函数 ， 利用三维矿业软件建立 了矿 山矿床 的数学模 型和工程 实体模 型。结果表 明 ， 建立 的实 体模型 更加逼真的反映了矿山开采现状 ， 在矿 山采矿方 法设计 中 ， 用可视化 真三维 技术不 仅十分 必要 ， 应 而且完全 可行 ， 它突破 了传统 的设计模式 和方法 ， 极大提 高了采矿 方法设计 的工 作效率 ， 使采矿 方法 的设 计更加 直观 、 形象 、 容易
一种快速的矿床空间三维模型的建立及可视化方法
ｎｙ ａ 三角剖分 。这种方法被用来产生构造模型的基
本 三角 单元 ， 确定 这些 三 角单 元 之 间 的拓 扑关 系 。 并
ＴＮ表 面法 的特点 是 将 某 个 区域 中 随机 分 布 点 以 某 Ｉ 种 相对 合理 的方 式 连 系起 来 ， 立 形 态上 较 为 完 美 建 和 功能上 较 为完 善 的三 角形 网 络 。Ｔ Ｎ表 面 法 是表 Ｉ 面 描述 方法 。 数 据 量 和运 算 量 远 远小 于体 描 述 方 其 法 。ＴＮ表 面法 能 以最 少 的控 制 点 描 述 地 质 体 表 面 Ｉ
关 键 词 ：矿 床 模 型 ；可 视 化 ； Ｉ Ａ ｃ Ｉ ： ｒＳ ｅｅ ＴＮ； ｒＧ Ｓ Ａ ｃ ｃｎ Ｐ
中图分 类号 ：２ ８ Ｐ ０
文献 标识 码 ： Ｂ
文章 编号 ：０ １ ５ Ｘ（ ０ ７ ０ ０ ５ ０ １ ０ —３ ８ ２ ０ ） １— ０ ７— ３ 在地 表 地形 变化 较大 的情 况 下 ， 可删 除 空 置 的 网格 ，
１ １ ３ 规 则 网格 法 ． Ｄ
３ Ｄ规 则 网格 法 是 将 勘 探 空 间 剖 分 为 多 个 规 则
度上 改善 地 质 体 表 面 的 空 间 形 态 。 其 更 接 近 真 实 使
的 自然状 态 。通过 减少 控 制点 的方 法来 减 少某 个 局 部 的工作 量而 不影 响其 基本 空 间形 态 。
１２ Ｔ Ｎ表 面法 ． Ｉ
用 的体现 ， 也是 矿 山适 应 “ 字 城 市 ” “ Ｉ （ 字 数 、 ＭＧ Ｓ 数
矿 山） 实施 的必 然要 求 。在 现有 的研究 条 件下 利 用 ” 高品 质 Ｇ Ｓ三维 软件 建立 矿床 模 型并 实 现 三维 可 视 Ｉ 化 ， 现对 矿床 的一 个近似 描 述 ， 一 定程 度上 满 足 实 在 生 产 和管理 的需 求 。 可 以 为进 一 步建 立 完 善 的 矿 也
矿井三维模型可视化系统的设计与实现
矿井三维模型可视化系统的安排与真止之阳早格格创做纲要：巷讲包罗了搀纯的拓扑疑息战空间疑息，是矿井其余疑息的空间载体，其修模尤为要害.本文针对于矿井三维模型可视化的需要，安排并真止了一套鉴于Java谈话的矿井三维可视化模型.系统主要包罗分歧断里巷讲模型的分类战参数化构修、矿井液压收架模型的真止、巷讲纹理材量库的采用、光照采用，巷讲漫游等.闭键词汇：矿井三维可视化，JOGL，Java，巷讲1弁止数字矿山动做一种搀纯的三维空间疑息系统，没有但是不妨保存、分解战表白真正在矿山中百般空间真体对于象的属性疑息，而且波及洪量搀纯的空间定位特性及大概拓扑闭系的构造战管造.果而，数字矿山的三维空间数据模型是联结真正在矿山天下战估计机中抽象的矿山天下的桥梁 [1].本钻研便是对于矿井三维模型可视化系统举止安排与真止.通过数字矿山修造起码不妨正在以下几个圆里给矿山企业戴去佳处：1、普及矿山企业的死产效用战资材劣化；2、加强矿山的仄安管造，主动的防止矿易事变；3、落矮计划的危害性，普及企业赶快反应本领.本文针对于煤矿井下环境抽象出百般图元，正在空间上模拟真正在井下系统，真止了矿井三维模型可视化系统[2-3].2 JOGL图形库JOGL是Java对于OpenGL API绑定的启源名目并安排为采与Java启垦的应用步调提供2D/[4-5]典型中的API战险些所有第三圆启垦商的扩展提供完备考察，而且集成了AWT战Swing界里组件.JOGL函数库的简朴抽象要比下度抽象如Java 3D函数库真止起去下效的多，果为其大部分代码是自动死成的，所以JOGL的降级不妨赶快的与OpenGL降级相统一[6-8].3矿井三维模型可视化的安排巷讲由于存留于天下，其数据提与没有像天表真体一般简朴.巷讲图元与巷讲图元间采与非曲线形式，以本量角度举止弧形对接.根据巷讲的分歧用途，其断里形状，宽度，下度也皆纷歧样，所以不妨从巷讲断里形状进脚抽象出几例模型.模型依照断里分类，不妨简朴分为矩形断里巷讲，梯形断里巷讲，拱形断里巷讲，圆形断里巷讲.各例巷讲图元根据其断里形状，自然具备其属性数据[9].正在面线里模型中，最基础的是面战线，里战体是通过线复合而去的，所以安排巷讲的主要思路为面战线的决定，而后形成里战体[10].巷讲图元的完全安排，画造起面设定正在笛卡我坐标系的本面，巷讲背屏幕z 轴背目标蔓延.笛卡我坐标系如图3.1所示.比圆矩形断里巷讲：矩形断里巷讲需要担当的参数包罗：矩形宽，下，以及巷讲的少.当给定参数后启初修模，根据面画造里，从而形成体.如上所述，构筑的起面位于笛卡我坐标系本面，画造的目标为先画造矩形左横曲里，而后依照逆时针目标，将其余里渐渐构出.使用OpenGL 函数根据面坐标画造出三角形，而后再拼成巷讲模型.如图3.2所示：根据以上三维模型分解，正在OpenGL 环境下不妨从面坐标进脚，以相映画造模式构修出三角形里，既而构修成为矩形里，最后构修身分歧典型的巷讲模型，真止百般巷讲模型的可视化修坐[11].液压收架三维模型分解液压收架的型式很多.煤矿液压收架有以部下性特性，根图3.1 笛卡我坐标系 图3.2 矩形巷讲数教模型修坐据中间顶杠的有力伸缩，收架下度不妨安排；收架前里板不妨自由转动角度，以机动的收撑采区顶部.由此，不妨正在设定了其单个收架的大小后，连绝排正在采区举止模拟.其三维模型需要思量以下问题：一是液压收架的连动部分是根据其二排维持的伸缩去统造，二是前收架里板的转动角度不妨自由设定.由上分解，设维持下度参数为PlankHeight，收架前里板火仄转动角度参数为FrontPanelAngle.如图3.3所示，当维持下矮伸缩时，左边随之转动的里板转动角度设为LeftTurnAngle，而左边上下二块里板的转动夹角设为InterturnAngle.此处另有一个假设数据是里板少度，假设液压收架的上下二块里板大小一般，左边二块随动里板与上下二块里板大小也皆一般.图3.3 液压维持数教模型巷讲图元的对接三维矿井环境下，使用已经抽象出的巷讲图元，拆修走背分歧的巷讲时需要将巷讲图元以一定的角度对接起去，从而组修成为真真的三维矿井走背图.以下是巷讲俯视对接拐角图：补齐圆要领矩形对接拐角的主要功能是将二个矩形巷讲图元对接起去，所需要的参数便是二个矩形巷讲图元的对于接参数，包罗二个巷讲宽度，下度，目标.将二个巷讲的参数输进，便可得到图元拐角.如图3.4所示：那种算法，称为“补齐圆法”，纵然用所给参数将二巷图3.4 矩形巷讲对接拐角讲图元用弧形对接起去，而内中的那二段弧形必是某圆上的一段，而那个圆唯一.根据图元对接坐标战仄慢少度将圆补齐，再根据圆心角战半径供出仄慢过度的单元坐标.由于三维矿井的观念是启搁性的，所以本文的安排并没有是是针对于某一矿井，而是根据特定矿井真体数据构修出三维模型，将矿井巷讲以及其余设备图元化，根据真体数据拆修模型.其余，正在拆修总体的三维假造矿井时，也需要一些其余物品干渲染辅帮，如光照.系统提供二种光照办法，集光源战面光源.二种光源皆是为模拟分歧场景提供采用使用.如图3.6所示：图3.6 构修巷讲4 系统运止概括隐现效验便是将液压收架搁进巷讲的采区中，再协同光照战接互，举止本量的巷讲模拟举止概括的隐现.运止效验如图4.1所示：图4.1 采煤区概括隐现5 论断本文根据矿井三维可视化的需要，主要对于矿井三维模型可视化干了分解战安排.将矿井内巷讲、液压收架等多个真体参数概括到估计机中.本文的安排战分解对于普及煤矿企业效用，构修数字矿山等皆具备少近意思.。
煤矿虚拟现实系统三维数据模型和可视化技术与算法研究
煤矿虚拟现实系统三维数据模型和可视化技术与算法研究一、本文概述随着信息技术的快速发展，虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术以其独特的沉浸式体验，在多个领域都展现出了巨大的应用潜力。
煤矿行业作为国民经济的重要支柱，其安全生产、高效运营以及员工培训等方面都面临着巨大的挑战。
因此，将虚拟现实技术引入煤矿行业，构建煤矿虚拟现实系统，对于提升煤矿生产的安全性和效率，以及优化员工培训方式具有重要意义。
本文旨在研究煤矿虚拟现实系统的三维数据模型和可视化技术与算法。
我们介绍了煤矿虚拟现实系统的基本概念和应用场景，分析了其在煤矿行业中的重要性和应用价值。
我们对煤矿虚拟现实系统的三维数据模型进行了深入研究，包括模型的构建方法、数据结构以及优化策略等。
在此基础上，我们进一步探讨了煤矿虚拟现实系统的可视化技术与算法，包括三维渲染算法、碰撞检测算法以及交互控制算法等。
通过本文的研究，我们期望能够为煤矿虚拟现实系统的设计和开发提供理论支持和技术指导，推动煤矿行业的技术创新和产业升级。
我们也希望能够为相关领域的研究人员提供有价值的参考和启示，共同推动虚拟现实技术在煤矿行业的应用和发展。
二、煤矿虚拟现实系统概述煤矿虚拟现实系统是一种利用先进的信息技术，特别是三维建模、可视化技术和高级算法，来模拟和再现煤矿真实环境及其操作过程的系统。
这种系统的出现，极大地改变了传统的煤矿设计、生产、培训和管理模式，为煤矿行业的数字化转型提供了强大的技术支持。
煤矿虚拟现实系统通常包括数据采集、数据处理、三维建模、虚拟环境生成、交互设计和系统集成等多个环节。
其中，三维数据模型是整个系统的核心，它通过对煤矿环境的精确测量和细致描述，构建出高度逼真的虚拟世界。
可视化技术则负责将三维数据模型转化为用户可以直接观察和交互的视觉信息，使得用户能够身临其境地体验煤矿环境。
在煤矿虚拟现实系统中，算法研究同样占据着重要的地位。
这些算法不仅涉及到三维模型的生成和优化，还包括虚拟环境中的物理模拟、碰撞检测、路径规划等多个方面。
三维可视化建模技术在矿石品位分布计算中的应用
引言：
矿石品位分布计算是矿山开采中的重要环节，它直接关系到矿石的开
采效益和资源利用率。
而三维可视化建模技术的应用，则为矿石品位
分布计算提供了更加精准、高效的手段。
本文将从三个方面探讨三维
可视化建模技术在矿石品位分布计算中的应用。
一、三维可视化建模技术在矿石品位分布计算中的基本原理
三维可视化建模技术是一种将三维空间中的物体转化为计算机图像的
技术。
在矿石品位分布计算中，三维可视化建模技术可以将矿山的地
质构造、矿体分布等信息以三维图像的形式呈现出来，为矿石品位分
布计算提供了直观的视觉参考。
二、三维可视化建模技术在矿石品位分布计算中的应用案例
三维可视化建模技术在矿石品位分布计算中的应用案例有很多。
例如，在某矿山的矿石品位分布计算中，使用三维可视化建模技术将矿山的
地质构造、矿体分布等信息以三维图像的形式呈现出来，可以直观地
看到矿体的大小、形状、位置等信息，从而更加准确地计算出矿石品
位分布。
三、三维可视化建模技术在矿石品位分布计算中的优势
三维可视化建模技术在矿石品位分布计算中的优势主要有以下几点：1. 直观性：三维可视化建模技术可以将矿山的地质构造、矿体分布等
信息以三维图像的形式呈现出来，直观性更强。
2. 精准性：三维可视化建模技术可以更加准确地计算出矿石品位分布，提高了计算的精准度。
3. 高效性：三维可视化建模技术可以快速地生成三维图像，提高了计
算的效率。
结论：
三维可视化建模技术在矿石品位分布计算中的应用，可以提高计算的
精准度和效率，为矿山开采提供了更加科学、高效的手段。
某矿床资源及采场环境三维可视化模型框架的建立
85科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 工 业 技 术引言所谓的可视化模型是指将所有数据和图件利用计算机软件转化来准确表征,以利于认识所论对象信息的技术方法。
它是通过矿业工程软件系统来实现的,要开发这样一个软件系统,就必须建立其功能的框架。
1 框架的影响因素目前可视化建模系统的软件很多,建模方法也有很大差异。
不同的建模方法,其框架不同,可视化的效果也不同,模型的精确度也不同。
然而,建模方法都有其优缺点,资源及采场的实际情况也有很大差异,要想建立一个好的框架,找到适合公司矿山实际情况,又能达到三维可视化功能的建模方法成为重要的课题。
2 建模方法的分析资源可视化模型主要完成两个方面的内容:一是资源形态模型,二是资源质量模型的。
矿体的质量模型通过数值模型来实现,形态模型主要通过几何模型来实现。
为了建立资源的可视化模型,有必要研究各种模型的优缺点,选出最佳的建模方法。
2.1数值模型数值模型目前比较流行的是块段模型、网络模型、断面模型。
因为研究这些模型的出发点在于将它们作为载体,用于地质统计学方法中的品位估值,所以也称它们为地质统计学估值模型。
(1)块段模型块段模型的实质是用一系列大小相同的正方体(或长方体)来表示矿体,假定各块段在各方向都是相互毗邻的,没有缝隙。
每一块段的品位都是通过克里格、距离反比或其他估值方法来去估值,并认为其品位为一常数值。
该模型主要描述浸染状的金属矿床,多用于大型露天矿山。
其特点是结构简单、规律性强,编程比较容易。
特别是有利于品位和储量的估算。
但是其明显的缺点是描述矿体的形态能力较差,矿体边界误差较大,尤其对于复杂矿体的描述误差很大。
但有人说,我可以减少块段的尺寸。
但用地质统计学估值时,块段的大小与信息样品间距,一般是取最小信息样品间距的0.5倍。
当样品稀疏时,矿体边界比较稀疏。
后来,英国DAT AMIN E公司推出了变快模型,也就是在某一个方向块段尺寸可以变化,这样建模时中部的块段尺寸较大,边部的尺寸较小,从而增加了边界的模拟精度。
采矿工程三维可视化虚拟实验室建设
采矿工程三维可视化虚拟实验室建设摘要：本文主要分析采矿工程实验室的教学问题，阐述虚拟现实技术的价值、涵义，探讨三维可视化技术的基本功能。
关键词：三维可视化采矿工程虚拟实验室一、采矿工程的实验教学问题因为采矿工程学生人数较多，而实验课时较少，增加了实验教学压力，加上传统建设模式，采矿工程实验室设备、仪器，属于真实可见性，增加了实验室的资金投入。
对于建设资金紧张状况下，许多问题也逐渐显现：首先，投资大。
采矿工程实验室是理工科必备教学设施，其建设费用大约为百万至千万，对于经济不发达区域，是一个巨大负担。
其次，效率低。
购置实验设备时，是根据预先设计的实验内容、实验项目确定，因功能较为单一，一台涉笔通常仅可支持一个实验，限制了实验人数，在做实验之前，还需专人实施实验准备。
第三，运行成本较高。
因实验具有消耗性特点，主要包含设备损坏、设备损毁、物质消耗、能源消耗等。
对于教学实验，通常是根据教学计划实施，两次实验间隔期间，实验设备大多处于闲置状态，占用实验室空间，需专人实施日常保养、维护。
第四，实验结果的可控性较差。
进行真实实验时，由于操作水平与程序、实验条件与实验准备等因素影响，不能保证每次实验均可达到预期效果，一般需重复实验。
第五，教学效果受到限制。
因实验现象的瞬时性特点，在观察实验现象时，因客观条件约束，若不集中注意力，则很难观察预期实验现象。
因运行成本较高，通常情况下，多次实验、重复实验受到某种约束，学生不可能按照自身特长、兴趣，设计相关实验探索，进而对实际教学效果造成影响，不利于培养学生的创新精神、探索惊声。
二、采矿工程实验教学的特点与虚拟现实技术首先，采矿工程教学特点。
对于采矿工程而言，作为一门实践性强、专业性高的学科，工程技术人员、教师需具备较强想象力，具备绘图、识图及读图能力，同时还需具备丰富工程经验。
对于采矿专业学生，大多为初次接触矿图，难以清晰矿工程布置流程、空间关系。
对于工程技术人员而言，即使具备一定工程经验，对于井下巷道系统，也难以建立空间布置关系，进而极大影响了学生学习的主动性、兴趣。
矿床三维地质模型构建
矿床三维地质模型构建引言矿床三维地质模型是根据地球内部结构和特定地质过程的理论基础上，通过采集、处理和分析地质数据，以及运用地质模拟方法和数学建模技术建立起来的地质现象的可视化模拟模型。
这种模型构建可以帮助地质学家、矿产资源管理者和矿业公司更好地理解和掌握矿床的成因、分布和演化规律，为矿产资源勘查和开发提供决策依据。
三维地质模型构建的基本步骤1. 数据采集与预处理矿床三维地质模型的构建首先需要采集相关的地质数据，包括地层、地球物理、遥感和地球化学等方面的数据。
这些数据需要进行预处理，进行数据清理、滤波、平滑等处理，以提高数据的质量和完整性。
2. 数据解释与分析在数据采集和预处理之后，需要对采集到的数据进行解释和分析。
这包括地质剖面的解释、地球物理图像的解释以及地球化学数据的分析等。
3. 建立模型框架在数据解释和分析的基础上，需要建立矿床三维地质模型的框架。
这个模型框架包括矿床的主要元素、空间分布规律和演化过程等方面的要素。
4. 模型参数设定与模拟模型参数设定是矿床三维地质模型构建的一个关键步骤。
参数设置需要根据地质数据和模型框架进行合理的设定，以保证模型的可靠性和准确性。
5. 模型验证与优化在模型参数设定之后，需要对模型进行验证和优化。
这包括与实际地质观测数据进行对比和验证，同时根据验证结果进行模型参数的调整和优化，以改进模型的可信度和准确性。
6. 模型展示与应用在模型验证和优化之后，可以将矿床三维地质模型进行展示和应用。
这可以通过三维可视化的方式展示模型结果，同时可以将模型结果用于矿产资源勘查和开发中的决策和规划。
三维地质模型构建的关键技术和方法1. 地质数据处理与解析地质数据处理与解析是矿床三维地质模型构建的基础。
这包括地层解析、电磁测深解析、遥感数据解析、地球化学解析等。
这些解析技术可以帮助地质学家理解地质数据的含义和特征。
2. 数值建模与计算数值建模与计算是矿床三维地质模型构建的关键步骤。
三维可视化技术在区域矿产资源普查中的应用研究
三维可视化技术在区域矿产资源普查中的应用研究本次研究结合了地质多源信息，利用三维可视化全面、直观的特点，建立了工程地质体的三维模型，能为工作者提供直观的地质体信息及相关属性，为区域矿产普查中深部找矿的矿产预测提供有利的技术平台。
标签：三维可视化矿产资源应用研究0 引言在矿产资源普查领域，地质数据具有数量大、来源不同等特点，对于隐伏矿产资源的预测也有一定的局限性。
随着地质统计学、计算机图形学、地理信息系统（GIS）飞速发展和广泛应用，三维建模技术已经成为数字化的一个重要方面，成为当前地学信息技术应用于矿产资源普查中有活力的研究方向之一。
三维可视化技术对矿区地表信息及地下信息能真实有效的表达，能够反映描述地区的地形地势、地貌构造及矿体等信息，对矿区地质工程信息的统计更加全面。
其不仅能表达空间实体的平面关系，而且能从垂向上表达实体之间的关系。
1 矿区三维可视化技术方法流程地质体的三维建模和可视化是一个复杂的过程。
首先需要可靠的数据来源，要求实际工作中数据采集时按标准化作业，然后按流程建立该地区地质体（矿产体）三维模型。
研究方法及技术流程如下：本次研究主要利用三维可视化建模技术，准确、直观地展示地质体的三维结构，并进行三维空间信息的查询与分析。
在工作前期数据资料整理阶段主要利用MapGIS软件进行图件编辑及ACCESSS数据库软件进行数据录入，通过对扫描后的研究区地形图进行图形编辑、属性连接、图形校正、坐标系的转换、图形剪切等。
矢量化后图像转成STR格式导入三维建模软件中，最后通过该软件对多源数据进行叠加从而实现三维可视化。
具体工作技术路线，见图1。
以下就按照技术路线中的关键步骤做详细分析:1.1 基础资料的收集整理本次研究主要收集了1:5000地形图、地质工程图、SPOT5卫星遥感影像数据。
地表数据源整理：扫描矢量化等高线和高程点并输入高程属性，再导入进行三维化处理，生成等值线三维化图。
矢量化工作流程为：扫描矢量化→图形编辑→属性连接→图形校正→坐标系的转换→图形剪切→数据转换。
露天煤矿采场三维模型构建与应用研究
露天煤矿采场三维模型构建与应用研究
露天矿的开采过程是按照一定的剥采程序进行的，矿山工程的时空发展过程实质上是露天采场三维地理空间信息按照时间维度的动态变更过程。
不论是开采设计、生产计划编制、工程测量验收，还是生产管理等技术工作，都是对描述剥、采、排矿山工程时空位置的露天采场三维地理空间信息数据的加工处理和控制的过程，因此建立露天采场精确的三维模型具有重要的理论和实际意义，该模型将是数字露天开采中的重要的基础地理空间数据，为露天矿的生产提供重要的基础地理空间信息和决策支持。
归纳起来，本文主要完成了以下几项工作：(1) 利用先进的GPS-RTK技术，进行露天矿采场和排土场的三维数据采集，并进行合理的数据编码，提高内业数据处理的自动化水平，通过数据逻辑检验与校正，交互式编辑后形成采场的现状平面图。
(2) 由于露天矿采场复杂特殊的地形特征，在建模过程中应充分考虑相应的约束条件，本文提出一次性约束三角网生成算法，经过空间数据提取、拓扑关系建立以及空间索引建立，最终建立起边界约束线以内的约束不规则三角网，大大提高了建模精度和分类算量精度，具有现实的理论意义和应用价值。
(3) 露天采矿过程引起采场地理空间数据的连续变化，采场三维模型的更新技术和方法是技术关键。
本文提出扩展边界概念，利用扩展边界及上述三角网生成算法，可实现局部模型建立以及局部模型与整体模型间的无缝拼接，最终完成整体DEM莫型的更新。
⑷根据每月测量验收后获得的采场、排土场高精度的三维模型，本文采用基态修正模型来建立露天矿采场时空数据库，实现了露天矿采剥量的精确计算；结合虚拟现实技术实现开采过程的回放和生产计划的超前演示；实现了基于采场三维精细莫型的采、排长(短)期生产计划编制，为数字露天矿建设提供了基础的地理空间信息框架与平台。
三维矿体模型的交互构建及应用
４４ 机电与自动控制
黄 金
因此，笔者引入交互建模的方法。 交互建模，就是在拼接的过程中，通过人工干预，
依据勘查 的 地 质 资 料 和 地 学 规 律，建 立 部 分 约 束 条 件，以求建立的模型能够精确表达所约束的内容。 １．１ 添加控制线
对于较为复杂的轮廓线，需要人工添加控制线， 从而保证轮廓面三角网在指定的弧段间进行拼接。 在添加控制线时，要确保控制线在地质构造上具有实 际意义，要充分考虑控制线与矿体走向或构造的相似 性［１］。控制线的添加分为直线段和曲线段 ２种：
关 键 词 ： 三 维 矿 体 模 型 ；控 制 线 ； 交 互 建 模 ；模 型 编辑；半边结构；自适应细分
中图分类号：ＴＤ６７９
文章编号：１００１－１２７７（２０１９）０７－００４３－０５
文献标志码：Ａ
ｄｏｉ：１０．１１７９２／ｈｊ２０１９０７０９
引 言
利用已有的地质资料实现三维矿体精确模型的 构建和可视化，以充分反映地学规律并获得准确的固 体矿产储量是数字矿产勘查的重要内容。对于三维 地质目标而言，由于受长期的地质作用影响，其内部 结构和空间形态异常复杂，并且它们大多隐藏在地下 深处，致使描述这些地质目标的空间数据获取比较困 难，数据量有限。如何在现有少量数据基础上提高模 型表达的精细程度和实用性，已经成为数字矿山的关 键技术之一。
坐标转换是根据一定的映射方法，将待拼接的复 杂多边形顶点，一对一投影到简单的几何模型，如单 位圆、长 方 形 和 方 向 包 围 盒 的 内 接 椭 圆 等［３－５］。 Ａ．Ｂ．Ｅｋｏｕｌｅ等［５］提出将凹多边形投影到对应的凸壳 上，然后基于投影后的点，用常规轮廓线拼接方法进行 拼接，建立顶点对应关系后，将模型恢复为实际坐标值。
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某矿床资源及采场环境三维可视化模型框架的建立摘要:资源及开采环境三维可视化模型是数字化矿山的基础,框架是模型核心。
通过对各种建模方法的分析,对比钼矿地质情况,选择了适合矿山实际的建模方法。
依据建模方法及可视化的功能建立了数据库框架与三维可视化模型框架。
关键词:资源开采环境三维可视化模型数值建模框架引言所谓的可视化模型是指将所有数据和图件利用计算机软件转化来准确表征,以利于认识所论对象信息的技术方法。
它是通过矿业工程软件系统来实现的,要开发这样一个软件系统,就必须建立其功能的框架。
1 框架的影响因素目前可视化建模系统的软件很多,建模方法也有很大差异。
不同的建模方法,其框架不同,可视化的效果也不同,模型的精确度也不同。
然而,建模方法都有其优缺点,资源及采场的实际情况也有很大差异,要想建立一个好的框架,找到适合公司矿山实际情况,又能达到三维可视化功能的建模方法成为重要的课题。
2 建模方法的分析资源可视化模型主要完成两个方面的内容:一是资源形态模型,二是资源质量模型的。
矿体的质量模型通过数值模型来实现,形态模型主要通过几何模型来实现。
为了建立资源的可视化模型,有必要研究各种模型的优缺点,选出最佳的建模方法。
2.1 数值模型数值模型目前比较流行的是块段模型、网络模型、断面模型。
因为研究这些模型的出发点在于将它们作为载体,用于地质统计学方法中的品位估值,所以也称它们为地质统计学估值模型。
(1)块段模型块段模型的实质是用一系列大小相同的正方体(或长方体)来表示矿体,假定各块段在各方向都是相互毗邻的,没有缝隙。
每一块段的品位都是通过克里格、距离反比或其他估值方法来去估值,并认为其品位为一常数值。
该模型主要描述浸染状的金属矿床,多用于大型露天矿山。
其特点是结构简单、规律性强,编程比较容易。
特别是有利于品位和储量的估算。
但是其明显的缺点是描述矿体的形态能力较差,矿体边界误差较大,尤其对于复杂矿体的描述误差很大。
但有人说,我可以减少块段的尺寸。
但用地质统计学估值时,块段的大小与信息样品间距,一般是取最小信息样品间距的0.5倍。
当样品稀疏时,矿体边界比较稀疏。
后来,英国DATAMINE公司推出了变快模型,也就是在某一个方向块段尺寸可以变化,这样建模时中部的块段尺寸较大,边部的尺寸较小,从而增加了边界的模拟精度。
但是模块过于小,估值的可靠性会很差,而且计算机容量有限,故此模型的发展还是有一定限度。
(2)网格模型网格模型是指矿的投影面上划分二维平面网格,网格形态为正方形或者矩形,对每一网格进行估值计算,在网格的垂直柱体方向记录矿体厚度的模型技术。
目前该技术广泛应用于GIS的地形数据和地层可视化。
网格形态也由网格形态转变为三角形,其最大优点是将三维问题简化为二维问题,从而提高模型效率。
缺点是边界确定不准,随着三维技术进步,网格模型适用范围已经越来越窄。
(3)断面模型断面模型通过平面图和剖面图上的地质信息来描绘矿体形状。
实现方法有两种:一是在显示器上显示出钻孔和沿钻孔信息断面,然后通过光标圈定各种岩石类型边界,以人机交互式的方式确定地质边界,另一种方法是通过人工或者计算机将钻孔断面图绘制到纸上,人工圈定地质边界,之后将最终边界数据化。
这种模型只适合于极为倾斜的矿体,优点是三维问题平面化,简化模型设计和程序编制,但对复杂矿体不理想。
以上三种模型对于复杂矿体其误差难以满足,主要原因有两个:一是界限的相似性,二是与地质统计学原理相矛盾。
2.2 几何模型几何模型主要用于描述矿体的空间几何形态,而不涉及矿体的内部信息。
其主要的模型如下:(1)线框模型线框模型是将面上的点用线连接起来,形成一系列多边形,再将多边形面拼接起来构成多边形网格模拟地质边界或者开采边界。
其输出图形是“线条图”,符合工程设计习惯,适合任意方向的三视图、透视图要求,但由于线框模型用棱边代表物体形状,仅包含了矿体的部分信息,因而在输出剖面图、消隐图以及图形分析会遇到勾画不清晰的问题。
(2) 表面模型表面模型是在线框模型基础上,增加了面的信息,用面的集合表示物体,表面模型也可以有许多曲面拼接而成,通过点线面的数据库达到建模的目的。
不仅克服了线框模型的缺点,而且能够满足面面相交、线面消隐、色彩图的需要。
能够精确地定义矿体的外部几何形态,使三维表示具有严密性和完整体。
表面建模需要数据量少, 运行时间短,适于矿体建模。
其缺点是面体模型两面都有信息,无法搞清楚矿体位于表面的那一侧,也就无法计算和分析矿体的整体属性。
(3)实体模型实体建模是在表面模型的基础上,增加了实体存在于面的指向信息。
其具有了矿体的全部信息,易于空间结构分析,体积运算。
目前最新的三维元件建模既可以达到“所见即所得”可以再任一平面按照不同的方式在屏幕上观察。
3 建模方法的选择3.1 某矿床的特点某矿床揉错带内呈325～145°方向延展,长2000～2200米,宽0～750米,一般均为600米,厚0～700米,一般为600米。
向南东矿体之宽度及厚度渐次向中部收缩而尖灭,其北东、南西、南东三侧边界不明显,与围岩呈渐变状态;北西侧边界即为燕门凹断层面,界线清晰,因此矿体类似于切去一头之庞大扁豆体。
矿石类型主要为安山玢岩和花岗斑岩两种,其次有3％左右的板岩及石英岩矿石。
矿石向围岩方向分叉尖灭,矿石钼品位中部富,向两侧、南东端及深部渐次降低,而过渡为围岩。
伴生有益元素,有铜、硫、铼等,含量稳定、均匀。
有害元素含量甚微,近于零,对矿石选炼无影响。
矿石主要为角岩结构与斑岩结构,有用矿物(辉钼矿、黄铁矿)呈网脉状、脉状、浸染状构造。
由此得知钼矿床规模巨大、形态简单,产状陡倾近于直立,品位变化具有渐变规律。
另外根据多年来的生产过程中通过炮孔取样分析及矿体形态的二次修正,得到总体形状信息和质量信息没有太大的突变。
3 数据库框架的建立3.1 数据库的设计原则建模方法确定后,实现这思路,就必须建立数据库。
为了实现数据的高效管理,数据库的设计应遵循原则为:(1)数据库表中数据定义明确,数据库设计规范,数据完整安全可靠;(2)由于可视化仿真最终生成图像的数据量较大,为了加速最终图像的生成速度,数据库中除了存放原始的地质数据和采矿工程数据外,还需要存放各种中间数据和分析结果数据。
所以,在系统中除了建立各种数据表外,还需建立仿真所需要的中间数据表格;(3)资源及采场环境可视化仿真系统能够满足矿山不同时期的需要,数据库的可扩展性比较重要。
只有当数据可扩展时,系统才会具有较强的通用性。
3.2 数据表的建立数据库是按照一定的结构存储于计算机系统中的相关数据集合,这些数据都已“表”的形式体现。
数据表分为两大类数据表,一类是适用于描述地质信息的数据表,包括基本表、原始数据表、系统表等信息,一类是用于描述工程信息的数据表,包括开拓系统、爆破、道路、排水沟、水泵房、边坡等等。
这两类信息数据按照模型可视化的结果可分为:图形信息和属性分析。
将这些数据放入一个可方便查询、删除、排序、链接等放入一定表之中。
经过多种软件的比较选择,最终确定用ACESS2000软件将数据按照项目进行输入建表。
钼矿资源的资料有:地形图、岩性图、钻孔图、矿体横剖面图、纵泡面图、断层图,共计100多幅。
采矿工程资料有:采场现状实测图、东川河隧道断面及施工图、排土场实测图。
将资源图形按照工程分类(如钻孔、刻槽)等建立数据表,属性表为岩性表,品位表等。
采矿工程按项目分为开拓系统表包括:拉沟表、道路表、爆破表,属性表为参数设计表、工程坐标表。
3.3 工程数据框架的建立数据库主要存放三类数据:地质数据库、工程数据库、过程数据库。
地质数据涉及地质勘探、生产勘探中的各种勘探数据和刻槽数据,工程数据涉及采矿工程中开拓和采准切割系统的工程参数数据。
运算数据是指实际应用过程中发生的采出矿石体运算数据,以及地质品位随生产变化的动态修正数据。
地质数据是实现地质绘图、矿体三维可视化、品位储量计算的基础,工程数据是实现采矿工程布置的可视化基础。
过程数据则是采矿工艺持续发展的基础。
数据库管理系统主要包括设计数据结构和数据库管理两个部分。
数据库的管理原则是对库中各表数据进行维护、包括修改、插入删除、查询、打印输出等操作。
采场及资源环境可视化模型的数据库框架如下图1。
4 三维可视化模型框架资源与三维可视化模型的数据库框架已建立,数值模型与几何模型选定后,就可以建立可视化模型的框架。
按照可视化系统的功能将其划分为数据管理、数据插值及品位储量计算、地质图绘制、矿体三维仿真、采矿工程显示、工程量的计算,如图2。
数据库框架与模型框架的建立为软件系统的开发提供了设计的核心,随着矿山生产领域的扩张仍然该框架仍然可以扩展。
但是就目前的生产现状已完全满足。
另外框架仅仅是软件系统中的一个部分,地质、采矿、测量具体的生产工艺流程还要加入框架之中,但是如果没有这个框架,这些添加将无从谈起。
5 结论该矿床资源及采场环境三维建模系统按照以上框架完成的软件系统调试已交付用户,截至目前,系统整个运行稳定、可视化效果良好,扩展性强,已取得了良好经济效益和社会效益。
这些成果足以验证该框架的正确性及适用性。
参考文献[1]霍布尔.S计算机构模方法的局限性和新方向.国外金属矿山[M].1992.[2]李翠平.面向地矿工程的体视化技术及应用[D].2002.。