利用3DMINE等软件建立三维数字矿山模型及其应用

1.2 CAD文件导入3Dmine
3DMine能与多种软件格式兼容，“文件导入”命令可以能够导入文本、全站仪数据、Datamine、Surpac、MapGis、 AutoCAD、Micromine等类型的数据。
1.3 图形文件分层
过多图层将增加后期处理工作量，建议分导线层、图框坐标网勘探线层、注记层、巷道层、矿岩界线层等。
注意：此时必须选择最外侧的闭合线，选择内侧的线或体无效。内外侧线都必须封闭。
④选择“生成拱线”：这是在产生巷道立体图时，自动在顶板上生成巷道的拱线，其中，顶板线的点即在每个角网的交点依次连接而成。确定后，使用左键点击最外侧的巷道线，即可得到。
⑤当选择“圆弧拱巷道”、“矩形巷道”和“梯形巷道”时，操作步骤与上述相同，不同的是选择不同的巷道参数。铁山巷道为三心拱断面2.8*2.5或者3.0*2.8，参数可以根据实际巷道断面设置，或者手工绘制断面。
②数据清理：一般来讲，对于巷道腰线，要求线条和其上的点比较清晰均匀，控制点数量适中，没重复和交叉，同时，保证不同区域的线条是完整闭合的，否则需要清理和编辑。控制点不够则需要线上添加控制点加密。
③选择地下>>腰线巷道建模，弹出“腰线巷道建模”对话框。点击“显示巷道出口”后在界面右下角最后一行状态栏将出现提示。左键点击外侧的闭合线，再在空白处点击右键生成。
摘要：利用3Dmine软件建立矿山地下巷道、矿体、空区、矿岩界面模型；利用Google Earth、Getscreen软件截取矿区地表高清卫星图片；利用Global Mapper、MapGis、3Dmine建立地表等高线图和三维地表模型，并将高清卫星图像贴在三维地表模型表面；三维数字矿山系统在矿山生产设计中简单应用。
坐标转换示意 旧点1 → 新点1 旧点2 → 新点2
原来位置坐标 x1 → Y1 x2 → Y2
目标位置坐标 y1 → X1 y2 → X2
这个过程是两步，但是由一次转换完成。
③一个剖面图从CAD转换到3Dmine，需要进行一次Y坐标转换，一次YZ坐标调换，一次坐标ZX面内坐标转换，共三步完成。下图是一个平面图和一个剖面图坐标移动后处在实际空间坐标位置。
GetScreen(全称Get Screen Copy from Google Earth)是自动截屏Google Earth地图至本地的专用软件，根据用户确定的截图区域和高程，自动计算所需要的相关数据，自动拼接成无缝隙的地图文件，支持BMP和JPEG两种存盘文件格式，并同时生成可用于OZI的GPS导航文件。
地下部分就是通过3DMINE常用功能将CAD图纸转换到真实空间坐标位置的平面图、剖面图，再利用平面图、剖面图制作出巷道、矿体、空区、矿房矿柱等实体模型。
技术路线如图2。
图2三维数字矿山系统建立技术路线方法
1.数字矿山系统地下部分建立流程
1.1 CAD文件前期处理
图形文件中远离有效图形的无效点、线，将影响显示效果，导致图形文件在3Dmine中无法准确显示，所以应先在CAD中将图形文件远处多余点、线删除；重叠线段将导致无法正确捕捉，重叠线还会导致线段无法封闭，所以在前期CAD制图中应避免重叠线段产生。
注意:从缩放比例可得知坐标转换是否出错。
1.8 将图形区域内的图形的X、Y、Z坐标做调换。
选择工具>>坐标转换>>坐标调换（X-Y-Z），左键点击，弹出“坐标调换”对话框。
包括“XY调换”，“XZ调换”，“YZ调换”三种坐标调换方式；选择要坐标调换的方式，点击确定后当前图层内的图形就会进行相应的转换。
因为许多朋友问这个方法，所以我再整理一下分享给大家。
网友的方法还是比较简单实用的，能够快速生成一套三维矿山模型，我添加的一些内容仅供参考，里面还是有不少小错误，请大家以网友原创为准。网友原创网页链接在上面，主要是两个帖子，一个是采集等高线，一个是截图的。
需要再补充一点，刚截出来的卫星图片，范围可能不是很准确，可以用PHOTOSHOP裁剪图片。如果有CAD实测平面图，将卫星图片多次插入CAD平面图中，图片后置显示，将卫星图片与测量实测地表建筑等对比，用PHOTOSHOP多次裁剪后就非常准确了。将裁剪准确后的卫星图片贴在DTM表面模型上，才与实际地表更吻合（如图13）。
坐标转换主要用在范围确定，这里会用到两次。我矿应用北京54坐标系3度带，金岭铁矿位于29度带。
①在从TIFF文件截取登高线时，需要确定截取范围，截取范围用矩形边框的两个对角点坐标来确定。
②确定从GoogleEarth截取卫星照片的范围，向GetScreen中输入矩形边框两个对角点坐标。
Y X
左上角点坐标 601395.909 4082850.008
(北京54坐标系3度带)
经纬度坐标(度分秒) 118°08′1381″ 36°52′1492″
经纬度（度） 118.1371694° 36.870811°
Y X
右下角点坐标 606456.135 4077757.731
(北京54坐标系3度带)
经纬度坐标(度分秒) 118°11′3551″ 36°49′2776″
图3立体空间中实际坐标位置的平面图和剖面图
1.9矿体实体模型建立
1.9.1初步建立实体
①调入剖面图矿体线文件，选择实体>>连接三角网>>线之间连三角网，
②根据状态栏提示，左键依次单击2根线，2根线变为虚线，并且线之间连接起三角网，这些三角网被填充了颜色，形成光滑的表面。
③在没有点击鼠标右键或Esc键结束连接三角网之前，鼠标呈星型十字状态，只需要连续点击多根线段，就可以依次连接多个三角网。
注意:连接实体的线，必须是封闭的，才可以进行封闭线段间建立实体模型；连接实体的线，上面的控制点最好是均匀并且数量适中，否则生成模型不圆滑。
图4矿体三维模型
1.9合并多个剖面线之间的实体
在连接三角网时，创建了不同的体号，用合并三角网为一个实体的命令，可将不同体号的三角网合并为一个实体号文件。实体>>实体编辑>>合并三角网为一个实体。
注意：连接线前提是，没有重复和交叉线，否则将无法封闭或出现交叉线连接，无法创建模型。
1.5 平面图赋高程
选择工具>>线赋高程>>赋Z值或左键单击功能图标，弹出请输入参数值对话框；在输入Z值中输入合适的数值，点击确定后选择待赋高程的图形对象，点击右键，命令执行。
1.6 查询点坐标
①查询线段端点坐标
运行菜单项查询>>查询点或单击工具栏图标，在界面最后一行的状态栏右边出现提示。选择要查询的点左键单击，这时在信息栏中即可查看该点属性。此功能还可以查询线段两端端点的坐标，点击时将只显示线段上点击位置距离端点较近的那一个端点的坐标。
关键词：3Dmine ;三维建模;Google Earth ;Getscreen;Global Mapper; MapGis ;三维模型应用
随着计算机软硬件不断发展，三维矿山工程设计软件在很多矿山、设计院、地勘单位、高校得到越来越多的应用，比较有代表性的软件有3Dmine、dimine、supac、micromine、sd、龙软等等。三维软件有着许多传统二维设计软件不具备的优势，并且逐渐成为发展趋势，这里尝试用3Dmine结合其它一些软件建立铁山矿数字矿山系统，介绍详细制作流程并浅谈一下它的部分应用。
图5利用CAD巷道腰线图建立巷道三维模型
1.10.2斜坡道的生成
①生成铁山矿斜坡道，在斜坡道上、下口找准底板线，连接成封闭线段，依然采用腰线巷道建模的方法生成。
②也可以先做出斜坡道上下口断面图，然后采用连接生成实体文件的方法。同样的方法适用于制作溜井、人行井实体模型。
如果斜坡道不是一个倾斜角，那么可以将巷道分开，多次生成。
特别说明:
①将图形文件从CAD导入3Dmine过程中，原图形文件的坐标如果是真实坐标，那么平面图将不需要进行坐标转换。
②如果图形文件在CAD中不是真实坐标，则在导入3Dmine后需要进行坐标转换。因为CAD中坐标系横轴是Y轴纵轴是X轴，我们习惯将XY坐标反着输入的，才符合我们坐标网是上北下南的习惯。而3Dmine中坐标横轴是X轴纵轴是Y轴，所以CAD的XY坐标和3Dmine中XY坐标是相反的。因为图形文件在CAD中XY坐标是反着输入的，所以在坐标转换时需要再将XY坐标纠正过来。
1.4 巷道腰线、矿体界线处理
①手动链接线
选择工具>>线的基本操作>>连接2条线段或左键单击功能图标；选择需要连接两条线，点击右键，命令执行，依次链接。
②自动连接线
选择工具>>自动连接线或左键点击功能图标，弹出自动连接线条对话框；用户需要输入连接距离，连接距离代表所有距离小于其数值的线条都将被合并，大于其数值的线条不作处理。输入合适的连接距离后，框选所需要合并的线条，点击鼠标右键后，分开的线便合并为一条线。
①调入矿体模型文件，该矿体模型由不同体号的三角网组成；
②选择实体>>实体编辑>>合并三角部分，这时该部分呈虚线显示，右键单击即可完成合并。
1.10腰线巷道建模
1.10.1各水平巷道建模
①为了在生成巷道时不被除腰线外其他线条影响而导致出错，巷道层应只保留巷道腰线。
注意：通过此方法形成的巷道实体是全部贯通的，也就是说在交叉巷道处，不是两组交叉的巷道，而是合并成一体的。这样在测量验收时和切制剖面时不会出现重复和交叉。在生成巷道过程中，可能会出现本来是岩石的地方却被生成为巷道，此时可以撤销重新生成一次，如果还不能纠错，那么可以将巷道分成几部分，分别生成。
1.11用万能坐标转换器确定矿区截图范围（等高线范围、google地球卫星图片范围）
3Dmine矿三维数字矿山系统的步骤及简单应用
这是2012年时候，我看了网友的相关帖子然后按照他们的流程，梳理出来的方法。当时对3DMINE软件理解还不够，以为建几个实体模型就是数字矿山了，实际上还差比较远，最基本的钻孔数据库、块体模型储量估算那些部分还没有，所以题目应该叫做“利用3DMINE等软件生成三维数字矿山模型”更恰当一些吧。