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露天矿时空数据模型理论研究

周辉  
【摘要】:本文以基于似直三棱柱体元的露天矿时空数据模型理论研究为主题,针对构成露天矿床的沉积岩的自然特征和露天采场的特征,研究了露天矿时空数据模型的相关理论和构建方法以及基于多基态修正模型建立露天矿时空数据库构建应用方法,希望对露天矿动态三维化管理提供帮助。 本文所论述的模型所有连续的地质体逻辑上对应于附加了时间属性的似直三棱柱体元(T-ARTPN)的集合,为建立露天矿的时空模型,露天矿床被看成由若干相邻的独立地质体单元所构成。每个独立的地质体单元由自上而下排列的相邻地质层所构成,如土层、岩层、煤层等,相邻地质层分界面即地质界面由钻孔数据揭露出来,利用钻孔数据和验收测量数据采用分直算法构建不规则三角网的形式表达各界面(包括地表)的形态,接着对所有的TIN进行修改使之在二维形态下具有相同的顶点和拓扑关系,形成一种特殊的多层DEM模型;通过多层DEM模型转换构成附加时间属性的似直三棱柱模型,然后引入构造面切割该模型获取精确的独立地质体单元的似直三棱柱模型,露天矿模型就是对所有独立地质体单元完成似直三棱柱模型构建。为表达露天矿剥、采、排的连续变化过程,依据多基态基态修正模型分时间粒度建立起露天矿的时空数据库,研究时空数据的索引方法,并从静态和动态两个方面提出了基于露天矿时空数据库的应用思路以实现露天矿三维分析、储量计算,采剥量的分类计算、以及开采过程回放和开采计划预演。 本文基于虚拟露天矿数据利用地质工程师三维助手平台进行了部分的实验,取得了预想结果,证实了该模型能够在一定程度上满足露天矿开采和管理的需求。


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