矿井三维巷道的半自动绘制

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1、矿井三维巷道的半自动绘制韩福顺1宫良伟1（1中国矿业大学，江苏徐州,221116）摘要：本文以AutoCAD为图形处理平台，采用手工绘制与编程绘制相结合的半自动绘制方法，即用VisualBasic编程实现绘制三维巷道的关键语句，其它部分仍用手工绘制，再结合后期图件的修整即可完成复杂的三维巷道绘制。这种方法具有程序简单、绘制速度快、用户易于操作、便于后期应用开发等特点。关键词：AutoCAD，三维巷道，半自动绘制，VBDevelopmentofSemi-automaticDrawingof3DTunnelsHANFushun,GONGLiangwei(

2、ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou,Jiangsu,221116)Abstract:TakingAutoCADasgraphprocessingplatform,thispaperadoptingsemi-automaticdrawingmethodbythemeansofmanualcombinewithauto-drawingprogram.Applyingtheabove-mentionedmethod,theauthordevelopeda3Dtunneldrawingsoftwaretha

3、tdrawingkeysectionsbyVisualBasicprogram,otherpartsbymanualandcombiningwithimageprocessingtosimulatecomplicated3Dtunnels.Itiseasilyoperationaladaptive,rapidandconvenientlydevelopadvancedapplications.Keyword:AutoCAD,3DTunnel,Semi-automaticdrawing,VisualBasic1．前言AutoCAD（AutoComput

4、erAidedDesign）是美国Autodesk公司生产的计算机辅助设计软件，在我国煤矿设计生产中得到了广泛应用[2]。随着煤炭行业对安全、高效、自动化的需求不断提高，实现三维矿图的快速绘制已有一定需求。例如，在三维矿图上可按指定高度、方位对矿图进行任意方向剖切，得到相应的剖面图；对三维巷道进行空心处理（俗称“抽壳”），来模拟真实巷道，并可在三维巷道中的“精确”坐标位置绘制出相应的装备（设备、管线、探头等）；在三维巷道上模拟避灾、通风、运煤线路显得更加真实；将CAD中的三维矿图经适当转换可导入3DMAX等其它三维软件进行进一步开发；此外，一些单位在

5、项目招投标或宣传矿井时，展示色彩鲜明的三维立体矿图也起到了相应的正面作用等等。目前，绘制三维巷道的方法主要有两种。一是利用AutoCAD自身带有的三维绘制功能，进行一条条巷道的三维巷道绘制（俗称“手工绘制”）；二是采用部分GIS软件的三维模块功能、OpenGL图形程序接口、VRML建模语言或者AutoCAD的ObjectARX、ActiveX等技术进行二次开发（俗称“编程绘制”）。两种方法都有其优点，同时也存在不同程度的问题。我们知道，在AutoCAD中绘制三维巷道的基本方法是：将沿巷道轴线绘制的三维多段线按拱形（或梯形等）面域进行拉伸即可绘制出三维

6、巷道。国内涉及AutoCAD二次开发的相关论文成果大多基于上述思想[2-4]，但在具体文献中往往存在以下几个问题：①对于编程绘制原理没有清晰地进行阐述或者在绘制的关键地方交代不够清晰；②部分论文理论性较强而实例不足；③采用全数据库自动建模，编程效率虽然较高，但绘制的三维图不易与原平面图随时比较；此外,一些次要巷道如联络巷、临时巷等常因缺少测点而不绘制。5本文介绍的矿井三维巷道的半自动绘制方法是：在矿井已有的平面图基础上，将上述绘制三维巷道的基本方法用短小精悍的VB程序编制，其它部分仍用手工绘制。这样，将手工绘制与编程绘制方法的优点相结合，避免了上述缺

7、点，从而使煤矿三维矿图的快速绘制成为可能。矿井三维巷道的半自动绘制的总体绘制流程思路如图1所示。图1三维巷道半自动绘制的总体绘制流程图2．巷道断面及轴线设计三维巷道设计主要包括两部分，一是巷道断面设计，另一是巷道轴线设计。巷道断面信息主要用来描述巷道的剖面，煤矿巷道中常用的断面形状有半圆拱、圆弧拱、三心拱、梯形和矩形等[5]。考虑到三维巷道的用途，半圆拱和梯形断面形式能满足大多数情况的需求。对于半圆拱断面，输入圆弧半径和墙高两个参数，对于梯形断面，输入高度和顶宽两个参数，就可以确定出巷道断面。巷道轴线信息是记录巷道形状和位置的关键信息，直接决定了巷道

8、空间分布情况。巷道的轴线主要有直线和圆弧两种形式。为快速生成巷道轴线，根据轴线类型的不同，若为直线则根据起始