收藏本站
收藏 | 论文排版

煤矿虚拟现实系统三维数据模型和可视化技术与算法研究

王宝山  
【摘要】:虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)是近十多年来发展起来的高新技术,被称为二十一世纪对人类有巨大影响的十大高新技术之一。目前,已被广泛的应用到军事、航天、建筑、医疗、娱乐等领域,在国外,在煤炭领域也得到一定程度的应用,但在国内它在煤炭领域的应用却刚刚起步。虚拟现实技术是以计算机图形学、图像处理和模式识别、智能接口技术、人工智能、多传感器技术、语音处理与音响技术、网络技术、并行处理和高性能计算为基础的非常复杂的技术系统,如果没有有效的应用开发工具,这项技术的应用是难以想象的。矿山是一个真三维地理/地质环境,所有的煤矿生产均是在地下进行的,要真正实现数字矿山,那也应是真三维的,即必须以三维地质体和巷道模拟为基础。煤矿虚拟现实系统是利用VR软硬件设备,根据煤矿地层数据、巷道数据、钻孔数据和图像数据模拟出包括煤矿各种自然实体和人工实体在内的三维空间,使用户在其中可以自然地与各种虚拟实体进行交互。本文将虚拟现实技术与相对传统的煤炭行业相结合,对煤矿虚拟现实系统的三维数据模型和相关技术进行了研究,基本开发出煤矿虚拟现实系统的原型系统,为我国煤炭行业信息化建设进行了尝试。本文的主要研究内容如下: (1) 分析了国内外煤矿虚拟现实系统的研究现状,指出了目前的研究存在的主要问题,并提出了相应的对策; (2) 利用小型航摄数码相机进行了近景和低空摄影测量试验,实现了大比例尺测图的全数字摄影测量,有望成为矿区大比例尺测图和地表数字高程模型的主要数据获取方式。 (3) 提出了一种基于顶点组删除同时考虑特征线和三角形形态比最大的三角网模型简化方法,并设计了相应的算法,实现了基于TIN模型的实时连续多分辨率绘制。 (4) 系统研究了各种三维地质体的建模方法,提出了一种基于多层TIN生成煤矿地质体的三维数据模型,并设计了相应的数据结构,给出了多层TIN生成煤矿三维地质体的算法步骤,实现了煤矿地质体的三维模拟。同时对复杂地质构造的处理进行了研究,实现了地质体沿任意层面剖切。 (5) 仿照信息系统中弧段节点的数据结构,将巷道分为巷道体和巷道节点,利用三维矢量的表面模型(线框模型)建立了巷道体和巷道节点的三维模型,并设计了相应的数据结构。 (6) 对煤矿虚拟现实系统进行了总体设计。针对我国矿山计算机应用的实际水平和煤层开采条件,将系统定位于:从底层开发基于PC机的,具有三维建模功能的桌面式煤矿虚拟现实系统。整个系统由四大模块组成:数据库管理、巷道控制、煤层DEM控制和视图。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 马宏森;程永刚;;地质工程复杂地质体可视化分析[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2008年12期
2 时会省;;三维地矿GIS模型的构建与矿体三维可视化技术[J];武汉科技学院学报;2005年12期
3 徐社美;董娜;;三维可视化建模的研究现状[J];中国水运(下半月);2008年09期
4 苏卫;申龙斌;刘卫波;单修慧;;储量信息可视化技术研究与实现[J];山东大学学报(理学版);2010年11期
5 陈鹏;任波;郭振岗;王乘;;基于MPI的层状地层并行可视化技术[J];计算机工程;2008年09期
6 魏祖宽;蒋楠;金在弘;;电力信息系统中三维GIS关键技术的应用研究[J];计算机与现代化;2010年05期
7 朱良峰;潘信;吴信才;;三维地质建模及可视化系统的设计与开发[J];岩土力学;2006年05期
8 熊书敏;郑坤;吴信才;;基于实体模型的三维GIS矢量数据管理[J];地理空间信息;2006年01期
9 钟斌;白玉;;1:10000数字高程模型的建立[J];测绘标准化;2005年03期
10 孙晋非;岳建华;;煤矿防治水害系统的三维空间数据模型研究[J];计算机工程与设计;2010年10期
11 赵博;胡顺星;曹开法;汪少林;;车载测污激光雷达数据处理软件的设计[J];计算机技术与发展;2010年10期
12 陈幼松;可视化技术在各领域的新进展(二)[J];电子商务;1994年02期
13 张培群,谷湘潜;可视化技术在大气数值模式设计中的应用[J];气象科技;1997年02期
14 李金宝;李建中;商超;于玲;;网格计算环境中可视化技术的研究[J];计算机科学;2003年06期
15 ;Nasa:建立火星气候模型[J];每周电脑报;2004年25期
16 ;第6届全国虚拟现实与可视化学术会议征文通知[J];计算机研究与发展;2006年02期
17 张小燕;;构件技术在可视化精确度描述中的应用[J];计算机技术与发展;2006年09期
18 ;第7届全国虚拟现实与可视化学术会议(CCVRV’07)征文通知[J];计算机研究与发展;2007年06期
19 ;第七届全国虚拟现实与可视化学术会议(CCVRV’07)征文通知[J];中国图象图形学报;2007年03期
20 邹徐文;武百超;崔继宪;;基于平衡二叉树的三角网快速生成算法[J];辽宁工程技术大学学报;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王昕;简季;杨武年;欧阳鹏;施磊;;简单层状地质体三维建模初步研究[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年
2 万家华;刘冰;江早;;知识发现中的可视化技术[A];第十七届全国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2000年
3 刘进;;可视化技术在麻醉镇痛与危重急救中的应用[A];2010中华医学会全国麻醉学术年会论文汇编[C];2010年
4 王占刚;曹代勇;朱小弟;李青元;;可视化技术在矿井地质工作中的应用[A];煤炭工业技术委员会地质分会/中国煤炭学会矿井地质专业委员会2001年学术年会论文集[C];2001年
5 陈乃宏;;可视化技术在药理学研究中的应用[A];中国科协第二十三届新观点新学说学术沙龙论文集[C];2008年
6 陈乃宏;;可视化技术在药理学研究中的应用[A];新观点新学说学术沙龙文集23:新药发现——寻找维护人类健康的武器[C];2008年
7 陈跃龙;万峻;;电力系统可视化技术在红河电网中的应用[A];2008年云南电力技术论坛论文集[C];2008年
8 张雪梅;高翔;;目标识别中的数据挖掘与可视化技术[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
9 何红;朱复华;;单螺杆挤出亚宏观可视化技术与理论[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
10 何衡湘;代伟;贺年;尹力;;可视化技术在弹道仿真中的应用[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王宝山;煤矿虚拟现实系统三维数据模型和可视化技术与算法研究[D];解放军信息工程大学;2006年
2 熊祖强;工程地质三维建模及可视化技术研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2007年
3 杨志高;基于Nurbs曲面的地下三维数据模型研究[D];中南大学;2012年
4 王润怀;矿山地质对象三维数据模型研究[D];西南交通大学;2007年
5 戴晨光;空间数据融合与可视化的理论及算法[D];解放军信息工程大学;2008年
6 吴慧欣;三维GIS空间数据模型及可视化技术研究[D];西北工业大学;2007年
7 罗智勇;面向地质勘查的三维可视化系统研制与开发[D];成都理工大学;2008年
8 吕鹏;基于立方体预测模型的隐伏矿体三维预测和系统开发[D];中国地质大学(北京);2007年
9 张渭军;水文地质结构三维建模与可视化研究[D];长安大学;2011年
10 王威;基于网格快速重构的三维地质体建模研究与应用[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武百超;基于类三棱柱的三维地质体建模与可视化系统研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
2 邵昊;地质体的三维建模与可视化研究[D];中国地质大学(北京);2008年
3 吕亚楠;地质体三维可视化应用研究[D];长安大学;2010年
4 王绍刚;三维地质体模型的建立与可视化系统研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
5 张渝;基于VTK技术的DTM可视化研究[D];太原理工大学;2002年
6 童亮;GOCAD在某桥基三维地质建模中的应用研究[D];西南交通大学;2009年
7 曲中财;地质体三维空间数据模型研究[D];长安大学;2008年
8 卜丽静;三维矿山地质建模与空间分析的研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
9 段福洲;地质体三维模型和数据结构的研究与实现[D];首都师范大学;2004年
10 陈硕;基于钻孔数据的三维数字地层可视化系统研究[D];大连理工大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;中铁信息工程集团:将“绿色IT”精神贯穿始终[N];计算机世界;2008年
2 本报记者 徐可 郑晋鸣;特色就是优势[N];光明日报;2004年
3 闫海、特约通讯员 邹兵;信息工程大学着眼岗位拓展任职课程[N];解放军报;2006年
4 高玉庆;上海儿童德育信息工程启动[N];西部时报;2007年
5 杨克民;市信息工程学校围绕市场抓就业[N];运城日报;2009年
6 特约记者 朱毅;国采中心给信息工程找“管家”[N];政府采购信息报;2009年
7 本报特约记者 苗宝今 本报记者 徐双喜;从合在一起到融为一体[N];解放军报;2000年
8 李玉明本报特约记者 邹兵;以服务战斗力建设为第一要务[N];解放军报;2008年
9 通讯员  高瞻 记者  黄祯光;贵港市长挂帅推动“三农”信息工程[N];人民邮电;2005年
10 张晓光;信息工程与旅游业的科学自主创新[N];中国旅游报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978