基于GIS的数字矿山岩层可视化混合构模方法的研究.pdf

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1、湖南大学硕士学位论文基于GIS的数字矿山岩层可视化混合构模方法的研究姓名：胡超申请学位级别：硕士专业：@指导教师：朱理;李南方20070427基于GIS的数字矿山岩层可视化混合构模方法的研究摘要在不同应用领域研究三维GIS空间构模方法,直接影响到GIS中三维空间信息的真实表达和可视化处理的有效实现。三维GIS技术为矿山的三维地形地质模拟提供了良好的可视化途径，并为矿山的综合管理及采矿作业的辅助决策提供了科学的依据，是实现数字矿山战略的重要手段。矿山岩层是一个真三维动态地质环境，三维GIS对其可视化的实现必须采用基于真三维空间模型的构模范方法。本文综合分析了基于面模型和体模型

2、的各种空间构模方法，比较了各种空间模型的应用范围，并论述了混合空间模型是弥补单一空间模型构模方法不足的有效手段；针对矿山岩层的三维可视化特点，提出了结合TIN面模型及Voxel体模型优点的TIN-Voxel混合空间构模方法。通过深刻讨论构成TIN-Voxel混合模型的TIN、Grid及Voxel的三种单一模型算法，详细分析了TIN-Voxel混合模型的构成及特征，其中重点研究了TIN与Voxel模型的集成方法。从模型结构、模型实体元素之间的关系、模型中体素的三维重构等方面出发，分析了TIN-Voxel混合模型实现数字矿山岩层三维可视化的理论和方法，以及TIN-Voxel混合

3、模型的压缩手段，空间剖切、空间查询、空间量算等空间操作算法。与采用单一面模型或体模型三维GIS空间可视化研究不同，本文针对矿山岩层这一特定的三维空间环境，综合TIN及Voxel的三维空间模型的特点提出了基于TIN-Voxel混合模型的矿山岩层三维可视化方法。TIN-Voxel混合模型同时具有面模型和体模型各自的空间成像及数据处理优势，其在矿山岩层的三维可视化应用中体现出模型结构简单、数据冗余较少、空间定位方便等优点。研究过程中，还重点解决了通过Grid实现TIN与Voxel模型的集成、基于特征的Grid到TIN的转换、TIN-Voxel模型的压缩、模型的空间剖切等问题。同时

4、，本文在基于TIN-Voxel混合空间模型的理论基础上，运用VC++及OpenGL开发工具和矿山岩层的实测数据,构建出矿山岩层的可视化系统，可以进行岩层的三维成像和对岩层进行空间查询、剖切和物性计算，取得了较好的实验效果。关键字：三维GIS；混合空间模型；三维可视化；数字矿山I硕士学位论文AbstractThe3-DspacemodelformationmethodsresearchedindifferentappliedfieldshavedirectlyinfluencedtherealexpressionandeffectivevisualrealizationofG

5、ISmiddleand3-dimentionalspaceinformation.3-Dtechnelogy,whichistheimportantmeansuretorealizedigitalminingstrategy,providesabeneficialvisualapproachto3-Dgeographicsimulation,andalsooffersthescientificaccordancetotheminecomprehensivemanagementandtheassistancedecisionofminingwork.Theterraneoft

6、hemineisareal3-Ddynamicgeographicenvironment,and3-DGISissupposedtoadoptthemodelformationmeasurebasedonthereal3-Dspacemodeltorealizeitsvisualization.Thispaperanalyzedthevariousspacemodelformationmeasuresbasedonthefacetmodelandvolumemodel,comparedtheappliedextensionofvariousspacemodel,andsum

7、marizedthatmixedspacemodelisaneffectivemeasuretooffsetthesinglespacemodelformation.Meanwhile,thispaper,accordingtothe3-Dvisualcharacteristicsofthemine'sterrane,hasproposedamixedspacemodelmeasurecombinedtheadvantagesofTINfacetmodelandVoxelvolumemodel.Throughthe