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三维矢量数据矿山模型算法研究及在Blender中的应用

张志武  
【摘要】:未来世界是资源整合的世界,数字化矿山的发展离不开各种技术资源的整合。把虚拟现实技术资源和仿真技术资源整合到矿山应用中,是数字化矿山的重要议题。将这两种技术运用于矿山建设及生产管理的基础是矿山模型的快速、智能、准确的三维可视化。本文论述的矿山模型主要指地下矿山人工构筑物模型和矿山散体模型如井巷,硐室,围岩碎块及矿块等。模型数据的组织方式决定了模型构建的准确性。矢量数据结构数据存储冗余低,结构简单,精度高且能很好地表现出地理实体的空间分布特征,另外三维动画开源软件Blender模型数据结构是基于点线面体的三维矢量数据结构。因此以Blender为可视化平台构建矿山模型时,利用三维矢量数据结构组织模型数据可以使模型构建更加方便、模型准确度更高,同时可利用Blender的python应用接口实现Blender与外部资源进行数据交换,为Blender作为数字化矿山建设资源整合的平台创造基础条件。本文试图通过Python计算机语言实现矿山模型构建算法,根据原始矿山数据计算出矿山模型的可视化三维矢量数据,然后以Blender为可视化平台完成对矿山模型的三维自动建模及矿山应用。研究结果表明,以Blender为平台,根据模型几何算法自动生成的三维矢量数据模型,不仅可以准确表达地下矿山人工构筑物模型,还可以作为溜井仿真试验中散体矿石模型以及采空区冒落模拟中组成围岩的单元实体模型。


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