论文部分内容阅读
近年来,我国矿业遇到了空前的生存与发展困境。中国矿业要走出困境,面向21世纪寻求可持续发展,必须将矿山企业信息化建设与整个矿山企业的技术创新、管理改革相结合,即走数字矿山之路。矿山是一个真三维动态地理/地质环境,而且,所有的矿山活动均是在真三维地理/地质环境中进行的。因此,要真正实现数字矿山,那也应是真三维的,即必须以三维地质模拟为基础。同时,体视化技术的出现和发展给三维地质模拟提供了有力的理论依据和良好的可视化途径。 因此,本文将研究内容放在三维地质模拟及体视化技术上,并以三维地质模型为重点研究内容。本论文的主要研究内容如下: (1)、地质层面可视化:地质层面模型的构造主要有Grid、TIN两种。本文详尽地研究这两种构模方法的基础上,采用三角网生长算法生成了地质层面TIN,同时利用格网数据生成三角网法实现了地质层面三维可视化。 (2)、地质体的三维重构及剖切:三维空间构模方法可以总结归纳为基于面模型、基于体模型和基于混合模型三大类。本文在充分研究了这三类构模法的基础上,基于开滦矿务局范各庄矿区的钻孔数据,采用简单三棱柱构模法,实现了该矿区三维地质体的模拟;并且对剖切算法进行了研究,实现了对该地质体沿任一层面剖切。 (3)、地质体的三维动态显示技术:三维模型变换包括平移、缩放、旋转,对称变换和错切等。最常用的就是平移、缩放、旋转及其组合变换。本文实现了地质体的平移、旋转及缩放及其组合变换等三维动态显示功能。 (4)、三维地质体互操作及空间分析:包括三维动态显示、空间查询、剖切面绘制、空间距离量算和体积计算。 (5)、体视化技术的研究进展及其在“数字矿山”中的作用及关键问题。 本论文在三维地质模拟及体视化技术的理论研究基础上,针对开滦矿务局范各庄矿区的钻孔数据,对以上理论研究进行了软件开发实现。最终开发出一个三维地质体可视化的演示系统,该系统能够利用分层坐标数据实现三维地质体的可视化,以及三维地质体的平移、旋转、缩放等动态显示功能,而且实现了沿任一剖切面进行剖切以及剖切面的绘制。同时本系统具有一定的空间分析功能,如空间查询、距离量算等。