矿井巷道三维自动建模方法研究

基于地理信息系统和虚拟现实技术,提出了由二维巷道到三维巷道的自动建模方法,研究了二维巷道表达、数据提取与组织和三维巷道生成等问题,开发了一个原型系统,完成了二维巷道数据导入、模型转换、渲染与驱动,并结合河南平煤集团大庄矿实际,实现了巷道模型的自动建立,取得了令人满意的效果。     

巷道三维建模与可视化研究

基于地理信息系统弧段-节点的拓扑关系结构思想,提出了巷道断面-中心线建模方法,研究了巷道数据提取与组织、巷道交叉处平滑处理等问题,利用面向对象程序设计和编程方法,结合Skyline实现三维巷道在计算机二维平面上的展示,验证了方法的可行性。     

城市三维建模方法与应用研究

分析和比较了城市三维数据采集与建模方法,利用3D实验室中已有设备,综合应用多种3D建模方法,把粗略建模与精细建模相结合,实现了山东科技大学校园三维模型的建立与集成。     

矿山巷道三维建模数据组织与算法研究

巷道作为矿山的重要组成部分,在矿山开发建设过程中发挥着重要作用,基于虚拟现实技术的巷道三维模拟能够为采矿工程、安全生产、施工、人员及设备管理等提供直观的数据展示和决策支持,其精确程度直接影响着矿山的工程质量与采选能力。本文主要探讨巷道三维建模数据组织方法,直壁拱形断面巷道三维建模的关键算法,并基于实验数据,利用OGRE三维引擎技术完成巷道三维自动建模,验证了数据组织和算法的有效性和优越性。     

三维巷道拼接建模关键技术研究与实现

在数字矿山建设中井下巷道的三维(3D)展示一直是研究的重点,本文在总结原始巷道导线测量数据的基础上,对巷道组织、拓扑结构、巷道单体及网络建模、巷道拼接等进行了研究,构建并实现了用于三维巷道建模的三维数据模型,然后在对巷道数据进行预处理后通过分层建模的方法依次实现了巷道网面模型、网络及截面模型,最终实现了三维巷道的无缝平滑拼接。最后利用三维开源引擎OpenSceneGraph(OSG)对三维巷道模型进行了实现并开发完成了三维巷道原型系统,在实际生产中具有一定的参考意义。     

平面连通巷道三维实体分层建模方法

提出了平面连通巷道的分层建模解决方案:对巷道中心线进行求交点、打断操作,建立结点-路径网络拓扑图;根据外层路径优先搜索原则,提取图中所有的“闭环”,获取各中心线断面数据;对闭环的边界路径进行偏移、连接操作,生成分层轮廓线;对相邻轮廓线和顶、底轮廓线分别实现巷道体的网格三角化。实验结果表明,该算法充分利用结点-路径的拓扑关系以及各中心线的断面信息,实现简单,适用于同一中段中心线任意复杂情况下的连通巷道实体建模。     

巷道自动成图及三维建模

针对矿山计算机自动绘制巷道工程图存在工作繁重、精度不高的现象,本文建立了基于矿山测量数据的巷道生成算法,实现了巷道的自动绘制与标注。在此基础上,采用分而治之算法及巷道轮廓线作为约束线段的方式建立了巷道Delaunay三角网,并生成了巷道表面模型。通过巷道顶、底板表面模型的剖分连接实现了矿山巷道三维立体建模。对比目前采用较多的巷道中心线加载巷道断面的三维建模方式,本文所提供的方法避免了巷道中心线不易提取、巷道断面变形、巷道转弯处难以平滑及复杂的巷道节点拓扑运算等问题,具有自动化程度高、容易实现等特点。     

煤矿虚拟环境的巷道几何建模及关键算法研究

对煤矿虚拟环境的巷道几何建模问题及关键算法进行研究。     

煤矿虚拟环境的巷道3维建模研究

文中首先对煤矿井下巷道的类型进行了概述，把巷道分为巷道体和巷道节点，根据弧段节点拓扑数据结构思想，分别进行3维建模，设计了巷道体和巷道节点的数据结构以及算法，并且构建了巷道间的拓扑关系，利用C＋＋、OpenGL编程语言和SQL Server2000数据库，以及多线程技术、多媒体技术及人造视差的立体技术，开发了一套3维煤矿虚拟现实系统。该系统既具有巷道的3维显示功能，又具有查询功能，并为以后的空间分析奠定了良好的基础。     

煤矿虚拟环境的巷道3维建模研究

文中首先对煤矿井下巷道的类型进行了概述,把巷道分为巷道体和巷道节点,根据弧段节点拓扑数据结构思想,分别进行3维建模,设计了巷道体和巷道节点的数据结构以及算法,并且构建了巷道间的拓扑关系,利用C 、OpenGL编程语言和SQL Server 2000数据库,以及多线程技术、多媒体技术及人造视差的立体技术,开发了一套3维煤矿虚拟现实系统.该系统既具有巷道的3维显示功能,又具有查询功能,并为以后的空间分析奠定了良好的基础.     

一种针对相交矿山巷道的三维建模方法

利用传统的中线和断面结合的方法,对矿山巷道进行三维建模.一直以来传统的自动建模对巷道交汇处处理都有很大困难,本文主要研究处理巷道相交,特别是多条巷道相交情况下的平滑以及正确建模,提出各种实用的算法,给出解决方法并最终完成巷道建模.利用C语言完成编程实现,DirectX实现可视化,实验证明,建模方法可行,系统运行正常.     

GIS的矿山巷道三维空间构模算法研究

巷道是井下矿山系统中各种人工要素的主要空间载体,其三维空间构模问题是目前三维地学空间构模研究的重要方向之一。针对该问题的解决,给出了巷道中心线的生成方法,提出了根据巷道中心线和断面进行巷道三维空间构模算法。该算法针对圆形巷道断面和巷道交叉处椭圆断面给出了公式的推导,并利用向量算法实现了该问题的三维空间构模。算法在GIS平台下得到验证和实现,表明该方法稳定、可靠,对今后模型走向工程应用具有重要的理论和实用价值。     

矿山三维地质模型及数字化仿真

针对传统的地质建模中数据源的复杂性及工程、地质现象差异等困难,该文提出多元、多方法集成和多层次干预的建模思路,采用三维激光扫描技术构建矿山整体三维模型。依托ArcGIS桌面系统、GoCAD、Flac3D等软件模拟滑坡动态、岩层分布等信息。通过空间分析和数值模拟揭示其潜在信息和规律,有效地实现了数据库、三维模型、数值模拟的一致性,为数字矿山开发、建设提供一条新思路。     

钻孔图像的煤矿地质信息获取方法

针对煤矿地质信息获取耗时且二、三维应用较少的问题,该文在总结前人研究成果的基础上,提出一种基于数字钻孔图像得到煤矿地下空间信息的方法;首先采用深度匹配算法实现全景环形孔壁图像的快速裁切;其次通过种子填充法实现多幅孔壁图像的自动无缝拼接得到完整钻孔图像;然后以此图像为底图进行地层素描以提取地下空间地质信息;最后利用提取后的信息生成二维钻孔柱状图和真实三维钻孔模型。实际应用表明,该方法可以满足矿山地质信息快速准确提取的要求。     

三维城市模型的研究与实践(英文)

The way we interact with spatial data has been changed from 2D map to 3D Virtual Geographic Environment (VGE). Three-dimensional representations of geographic information on a computer are known as VGE, and in particular 3D city models provide an efficient way to integrate massive, heterogenous geospatial information and georeferenced information in urban areas. 3D city modeling (3DCM) is an active research and practice topic in distinct application areas. This paper introduces different modeling paradigms employed in 3D GIS, virtual environment, and AEC/FM. Up-to-date 3DCM technologies are evolving into a data integration and collaborative approach to represent the full spatial coverage of a city, to model both aboveground and underground, outdoor and indoor environments including man-made objects and natural features with 3D geometry, appearance, topology and semantics. Supported by the National Natural Science Foundation of China ( No. 40871212, No. 40671158), the Leading Academic Discipline Project of Shanghai Educational Committee( No.J50104).     

煤矿地质成图中多边形快速生成算法

针对煤矿地质成图中左转算法生成多边形在复杂的二维图形条件下应用效率低的问题,该文提出了一种新的基于左转算法的多边形快速选取及自动生成算法,实现了2D图形环境中多边形的快速选取及自动生成。通过在进行多边形选取时的起始点,起始方向的选择和对悬挂点、线进行处理,解决了复杂图形下多边形选取及自动生成过程中存在的重复生成、效率低下和搜索回退问题。基于GeoMS3D实现该算法,实验结果表明:该算法逻辑简单、结构清晰,在实际的应用中表现出了较高的运算效率。     

基于WorldView-2数据的乌东煤矿地质灾害遥感调查及成因分析

乌东煤矿由采矿活动引发的地质灾害主要有地裂缝和地面塌陷。查清矿区地质灾害类型、规模和分布,分析地质灾害成因、危害程度和发展趋势,对煤矿绿色矿山建设和可持续发展至关重要。以World View-2数据为依据,在建立遥感解译标志基础上,采用遥感解译与野外验证相结合、人机交互解译与计算机自动信息提取相结合的方法,圈定了乌东煤矿由采矿活动引发的地质灾害点及其集中发育区,测量了地质灾害体的展布方向、几何参数和影响面积。经分析,乌东煤矿地裂缝和地面塌陷的特殊形态和分布特征主要是煤层赋存状况、井田开采工艺及煤层顶板管理方式、煤层顶底板岩土工程稳定性等因素共同作用的结果,从而为乌东煤矿相关部门进行地质灾害防治决策提供了依据。     

无线传感器网络和遥感技术结合监测煤矿环境地质

针对矿区环境地质监测面临的主要问题,本文探讨了结合无线传感器网络技术和遥感技术对矿区进行环境地质监测的方案,并针对该方案面临的问题与难点,提出了运用这两种技术在矿区建立植被净初值生产力(NPP)动态模型来实时监测矿区的环境地质状况的设想。     

青海省聚乎更煤矿区矿山地质环境遥感监测及质量评价

以2011年和2012年获取的2期IKONOS2数据为信息源,在波段组合、数据融合和正射纠正等图像预处理基础上,针对矿山地质环境问题进行人机交互解译,对青海省木里煤田聚乎更煤矿区因煤矿开发而引发的矿山地质环境问题及矿山环境恢复治理情况进行了遥感调查与监测;并将矿山环境调查结果与矿区基础地理及地质资料相结合,根据矿区环境的实际状况,合理选择矿山地质环境评价因子及权重指标,对该矿区的矿山地质环境质量进行了动态评价。结果表明:聚乎更煤矿区的矿山地质环境质量呈明显下降的趋势,2012年采矿活动对矿山地质环境有影响的面积较2011年增加了近10 km2,主要是地表植被直接或间接地受到破坏,且矿山环境恢复治理工作进程远远跟不上矿山环境恶化速度。     

基于钻孔数据的矿山三维建模

根据矿山三维建模要求,采用面向对象技术,对矿山地质体进行模型划分;基于钻孔数据,按矿山工程业务流和数据流,建立矿山三维建模的系统构架;结合模型数据采集、质量控制、数据组织等技术,提出采用双索引链表数据结构来存储建模数据的策略,并在AutoCAD平台上验证其可行性与合理性。