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大红山铜矿三维建模及可视化研究

张蓓蓓  
【摘要】:数字地球技术体系的产生,促使以数字化手段来处理诸多方面的问题成为各行业发展的必然趋势,这个热潮已影响和改变着传统的采矿业。三维可视化矿山的建立,是数字矿山建设的起始,对提升矿山生产管理水平、加快矿业信息化建设和宣传企业文化有着重要意义。 本论文首先简述了GIS三维可视化的发展历程,阐述了国内外矿业应用三维可视化建模技术的研究现状及发展动态,然后结合选题来源——大红山铜矿三维GIS开发项目的实际需求,分析了矿山三维建模及可视化的研究对象和研究意义。针对大红山铜矿实际情况,本文选择Skyline软件作为平台来构建三维大红山铜矿,通过分别创建矿山地表、地下的三维模型,最后将模型置于三维地形场景中整合,构成对整个矿山的统一描述与表达。 论文的主要研究内容如下: 1、研究创建矿山的三维地形场景的基础数据类型,融合矿山DEM、遥感影像数据建立矿山三维地形数据库;将矿山地表地物按其几何结构分类,分别研究地表地物精细建模与批量建模的方法。包括矿山办公区、生产区以及生活区内的建(构)筑物、道路、植被、公共设施等均在三维场景中呈现。 2、对于矿山井下三维建模及可视化研究,文中主要侧重于巷道及井下设施。首先整理矿山多年开采累计的井下工程数据,建立矿山井下巷道线性网络,并以其为源数据建立矿山巷道体模型;其次运用偏移巷道中心线的方法结合井下管缆布设位置生成管缆中心线,以中心线为基础在3DS Max中整体建立管缆模型;然后依据矿山井下生产情况构建井下各类机电设施的模型。 3、为了再现矿山的真实环境,模型建起后均使用实地拍摄照片制作贴图纹理,文中详细分析了各类贴图方式,通过研究纹理拍摄及处理的优化原则达到增强贴图效果和加快贴图速率的目的;应用Skyline与ArcGIS软件,制作了模型中心点的Shapefile文件用来实现三维场景中模型的批量加载与准确定位,并研究模型优化原则以加速三维场景运行效率。 4、矿山三维地理场景建成以后,用户可在其中自由漫游、飞行,查看、编辑更新三维对象,并能够进行常规的地面三维空问分析,文中通过对Geodatabase的研究,建立了基于Geodatabase的矿山运输系统的几何网络,其网络分析结果可输出在Skyline三维场景中以辅助矿山井下巷道分析的各类需求。


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