矿山三维可视化建模的研究与应用

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1、（辽宁工程技术大学，辽宁阜新１２３０００）摘要：结合ＤＩＭＩＮＥ软件，对矿山三维可视化建模的方法、流程及应用进行了研究，分析和解决了三维可视化建模的部分关键技术。基于ＤＩＭＩＮＥ软件构建出矿山数字化地质数据库、地表模型、矿体模型、井巷模型、品位模型，实现了矿山的三维可视化建模，对提高矿山的设计、生产、管理效率具有重要意义。关键词：矿山数字化；三维可视化建模；ＤＩＭＩＮＥ；模型应用中图分类号：Ｎ９４５．１２；Ｐ６２８文献标识码：Ａ引言纸质资料按照开口表、测斜表、品位表、岩性表形数字矿山（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｎｅ），是对真实矿山及其现象的统一认识与数字化重现，它的核心是一

2、的时空框架下对矿山的各类信息进行科学的组织，以便全面、高效、有序地整合和管理异质矿山信息。本文基于ＤＩＭＩＮＥ软件，构矿山数字化地质数据库、地表模型、矿体模式进行整理，并把整理后的各表转换成ＤＩＭＩＮＥ支持的格式文件导入，各表间依据“钻孔名”字段连接，经校验、合并、修改错误后进而生成地质数据库。建立的地质数据库可以在ＤＩＭＩＮＥ中进行三维显示，依据品位字段设置显示风格进行钻孔的二次解译，可以很容易的了解矿山地质勘探井巷模型、品位模型，并对三维可视化建模进地质层位、地质品位信息等情况。图１为应用究，建立了真实矿体的三维模型，在对各个模证的基础做了进一步的分析，提出了一

3、些常矿山数据信息获取方法，对矿山的设计具有的现实意义。ＤＩＭＩＮＥ软件建立的地质数据库并依据品位字段生成的钻孔显示图。矿山主要数字模型的建立矿山三维可视化建模的目的是在计算机上重体三维分布形态，以提供准确、直观的矿体三型，用于量算、分析及相关的设计等，其主要化模型包括地质数据库、矿体模型、地表模井巷模型、品位模型等。图１钻孔显示图地质数据库的建立地质数据库是将不同的地质信息按一定的关行组合，以表达完整的钻孔信息，为品位推地表模型的建立１．２地表模型的常用的建模方式主要有两种，不规则三角网（ＴＩＮ）和规则格网法（Ｇｒｉｄ），相对于地质解译、储量运算及采矿设计提供基础信

4、规则格网法模型，不规则三角网模型能在一个给其主要通过搜集地质勘探工程资料并在此基进行整理得到。将搜集到的地质工程资料和定的分辨率下花较少的时间和空间逼近复杂地表的原始特征形态。ＤＩＭＩＮＥ采用ＴＩＮ结构建立收稿日期：２０１１－０５－１９作者简介：郭献涛（１９８５－），男，硕士研究生，主要从事ＧＩＳ在开采沉陷中的应用研究。刘文生（１９６３－），男，辽宁工程技术大学教授，主要从事矿山开采灾害机理、预测与控制技术和沉陷防治研究工作。地表模型，将矿区地质地形图及各矿体区域地质地形图（包括散点高程）或ＡｕｔｏＣＡＤ矢量化地形等高线图导入到ＤＩＭＩＮＥ系统中，系统依据每个点的三

5、维坐标，将各个点联结成相邻的小三角形，从而形成一个随着地表起伏变化的单层模型。图２为利用ＤＩＭＩＮＥ建立的矿区地表模型图。图３矿体实体线框模型图１．３．２块段品位模型块段品位模型实际上是一个数据库，用来存储包括岩石类型、品位分布以及密度等相关信息，它是在三维空间内将矿床按照一定的尺寸将矿床划分为单元块，然后依据已知的样品推估各单元块的品位。块段模型估值前需先创建空块段模型，空块段模型的大小要保证能充分包含建立的矿体线框模型，ＤＩＭＩＮＥ可用软件提供的最小外图２地表模型矿体模型矿体模型的表达一般选用数值模型、几何模型和体模型。其中数值模型主要包括断面模型、网格模型和块

6、段模型等，依据模型为载体，对地质统计中的品位估值是其研究的出发点，其不足之处是在表示地质构造和矿体边界方面存在着明显的误差。几何模型包括表面模型、线框模型、及实体模型等，它是利用几何造型技术对矿体空间几何形态进行描述，并未涉及矿体内部信息；对于品位的估值，则利用数值模型实现。体模型是为解决运用混合模型（几何模型与数值模型结合）表达矿体时需要进行模型间转化这个问题提出的，它是利用体视化技术表示的矿化模型，能实现对物体的内部结构与各种属性的显示与描述。ＤＩ－ＭＩＮＥ采用实体模型与块段模型结合的混合模型来表达矿体，即用实体模型描述矿体形态、用块段模型描述矿体的品位分布。１

7、．３．１矿体实体模型矿体实体模型实际上是封闭的线框模型，它的创建需要地质解译线，解译线来源于钻孔地质解译或矿山已有的剖面线和中段轮廓线。对于没有地质剖面的新建矿山，可通过解译各个勘探线１．３包功能建立覆盖矿体线框模型的矩形块段模型。空块模型创建后就可依据已建立的地质数据库中的已知品位、岩性、层位信息为实体内的单元块赋值，赋值的过程实质上是一个插值的过程。矿体实体模型与块段品位模型的结合１．３．３矿体实体模型和矿体品位模型建立后，需将二者结合成混合模型进行矿体品位和产状分布信息的表达，其实质就是保留矿体内部的块段模型，而把矿体以外的块段单元体删除。在ＤＩＭＩＮＥ中