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矿山地下开采三维时空数据模型的表达

宋拓  
【摘要】:目前,数字化矿山发展还停留在只能静态的显示地质结构、矿体形状、巷道工程的阶段,尽管在矿山生产作业中起到了关键作用,但是,这仅仅能反映某一时刻信息。随着矿山生产需求愈加精确、细致和灵活,相应的时间信息和事件信息就愈发必要和重要。相关时态信息和事件信息能为长期矿山生产计划、模拟生产开采流程以及井下安全监管提供重要的数据资料,是保障矿山安全、顺利开采的重要参考。因此,对象状态随时间发生的属性变化或者空间变化,以及事件导致对象发生各种变化等实时信息都要进行处理。这就需要建立一种时空数据模型来管理地下矿山生产工作。首先,通过大量资料阅读、文献查阅,对现有的时空数据模型进行归纳总结。其次,结合采矿学的相关知识,对矿山地下开采生产作业过程进行了全方位的分析整理,包括矿山地下开采组成对象、矿山地下开采生产作业流程等。在此基础上,对不同的数据进行分类,包括矿体相关数据、井巷相关数据、人员设备相关数据等,对其进行合理化划分,为后续数据存储奠定基础。然后,根据矿山地下开采的数据特点、工程特点,提出一种矿山开采多要素时空数据模型,它由对象、时间、事件、属性和关系五个要素组成,并对每个元素及其关系进行详细描述。并且,依照此时空数据模型进行数据库设计。从概念模型、逻辑模型、物理模型入手层层深入,逐步实现数据库部署。最后在VS.net平台下利用Unity开发了矿山地下开采系统,通过系统设计和系统功能的开发,实现了巷道推进和属性查询等相关功能。通过三维实体建模、数据库设计、系统设计、功能实现等一系列步骤开发矿山地下开采系统,实现对矿山开采业务和矿山实体数据的可视化以及属性数据的查询和管理,验证了矿山多要素模型的可行性,实现了矿山时空数据的管理,使得矿山管理更加精细化、全方面、高效率,促进了矿山的数字化发展。


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