露天煤矿采场三维模型构建与应用研究

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1、博士学位论文露天煤矿采场三维模型构建与应用研究Constructionandapplicationof3Dmodeloftheopen-pitstope作者陈虎维导师石金峰教授专业大地测量学与测量工程二0一二年十月学位论文书脊样式：论学位论文题目作者姓名辽宁工程技术大学关于论文使用授权的说明本学位论文作者及指导教师完全了解辽宁工程技术大学有关保留、使用学位论文的规定，同意辽宁工程技术大学保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫

2、描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密的学位论文在解密后应遵守此协议学位论文作者签名：____________导师签名：_____________年月日年月日分类号P228学校代码10147UDC528密级公开博士学位论文露天煤矿采场三维模型构建与应用研究Constructionandapplicationof3Dmodeloftheopen-pitstope作者姓名陈虎维指导教师石金峰教授申请学位工学博士学科专业大地测量学与测量工程研究方向数字矿山辽宁工程技术大学致谢本文得以顺利完成，集聚了多人的辛勤劳动与努力，作者在此向帮助过我的人

3、们致以最诚挚的谢意！首先，向多年来在我的学业和做人上给予指导与关怀的导师石金峰教授和宋伟东教授表示衷心的感谢。多年来导师给我提供了很好的生活、学习环境和研究条件。尊敬的导师以他们渊博的学识指导了本文的研究，从论文的选题，资料收集整理到最终的定稿都无不倾注了两位导师的极大心血。他们严谨求实的治学态度、宽阔的视野、创新而敏锐的思维、勇于进取、甘当人梯的精神，严于律己、宽以待人的思想品质使我深感敬佩，并让我受益终生。感谢多年来，测绘学院的各位老师对我学习的指导和研究工作的支持与帮助。最后，特别感谢生我养我并用毕生精力呵护和支持着我的父母及我的

4、家人！多年来，当我遇到困难和挫折时，是他们给了我永远向前的动力和勇气，没有他们的支持就没有我的一切！辽宁工程技术大学博士学位论文摘要露天矿的开采过程是按照一定的剥采程序进行的，矿山工程的时空发展过程实质上是露天采场三维地理空间信息按照时间维度的动态变更过程。不论是开采设计、生产计划编制、工程测量验收，还是生产管理等技术工作，都是对描述剥、采、排矿山工程时空位置的露天采场三维地理空间信息数据的加工处理和控制的过程，因此建立露天采场精确的三维模型具有重要的理论和实际意义，该模型将是数字露天开采中的重要的基础地理空间数据，为露天矿的生产提供重

5、要的基础地理空间信息和决策支持。归纳起来，本文主要完成了以下几项工作：(1)利用先进的GPS-RTK技术，进行露天矿采场和排土场的三维数据采集，并进行合理的数据编码，提高内业数据处理的自动化水平，通过数据逻辑检验与校正，交互式编辑后形成采场的现状平面图。(2)由于露天矿采场复杂特殊的地形特征，在建模过程中应充分考虑相应的约束条件，本文提出一次性约束三角网生成算法，经过空间数据提取、拓扑关系建立以及空间索引建立，最终建立起边界约束线以内的约束不规则三角网，大大提高了建模精度和分类算量精度，具有现实的理论意义和应用价值。(3)露天采矿过程引

6、起采场地理空间数据的连续变化，采场三维模型的更新技术和方法是技术关键。本文提出扩展边界概念，利用扩展边界及上述三角网生成算法，可实现局部模型建立以及局部模型与整体模型间的无缝拼接，最终完成整体DEM模型的更新。(4)根据每月测量验收后获得的采场、排土场高精度的三维模型，本文采用基态修正模型来建立露天矿采场时空数据库，实现了露天矿采剥量的精确计算；结合虚拟现实技术实现开采过程的回放和生产计划的超前演示；实现了基于采场三维精细模型的采、排长（短）期生产计划编制，为数字露天矿建设提供了基础的地理空间信息框架与平台。关键词：露天矿；采场三维模型

7、；模型更新；时空数据库-I-露天煤矿采场三维模型构建与应用研究AbstractTheopen-pitminingprocessiscarriedoutinaccordancewiththestrippingprocess,thespatialandtemporaldevelopmentprocessoftheminingengineeringessentiallyisthetimedimensionofdynamicchangeprocessoftheopenstope3Dgeographic-spatialinformation.Te

8、chnicalworknomatterminingdesign,productionplanning,check-and-acceptancemeasurement,orproductionmanageme