基于三维GIS的数字矿山建设技术研究.pdf

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1、第2期矿山测量No．22014年4月MINESURVEYINGApr．2014doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2014．02．01[曼量习基于三维GIS的数字矿山建设技术研究木杨华，韩立钦，王志红(甘肃工业职业技术学院测绘学院，甘肃天水741025)摘要：数字矿山技术不仅为矿山的安全生产管理带来了新的技术手段，同时利用数字矿山信息平台，使设备监测、人员定位、资源评估、安全预警、可视通讯等系统有机集成起来，为实现矿产智能化、无人化开采迈出了坚实的一步。文中以三维GIS技术为基础，对矿体三维模型构建、数字矿山开发框架等进行了论述。关键词：3DGIS；

2、数字矿山；LOD；三维模型构建中图分类号：P208文献标识码：B文章编号：1001—358X(2014)02—0001—02矿业企业作为国家能源与原材料供应者，在国处理功能，如数据获取、数据组织、数据操纵、数据民经济发展中具有十分重要的地位。我国矿业经过分析和数据可视化等。半个世纪的快速发展，已建成国有矿山近万座，集1．13D可视化技术体矿山和其他非国有矿山20多万座，年开采矿石量三维可视化是3DGIS的一项基本功能，在建立、超过50亿t¨。一方面矿产的大规模开发和利用，维护和使用3DGIS系统的各个阶段，不论三维对象极大地推动了人类经济和社会的发展，但另一方面的输入、编

3、辑、存储、管理，还是对它们进行操作分析矿山企业的各种生产事故频繁发生，同时也带来了或是输出结果，都存在三维对象的几何建模与三维诸如环境污染、地表沉陷、矿震等一系列负面影响，可视化表达问题。主要涉及到坐标转换、投影变换、如何有效的对矿山生产进行安全管理是人们亟待解视窗变换和层次细节模型(LOD)等，其中，面对矿山决的一大难题。地表及地下海量的三维模型数据，LOD又是影响三数字矿山技术的出现为上述问题的解决带来契维场景渲染效率的关键。机，数字矿山是对真实矿山的数字化再现，是在统一所有的模型可以分为五个不同的连贯细节层次的空间坐标下，科学合理地组织各类矿山信息，将海(LOD)，

4、随着细节层次的提升可以获得关于几何及量异质的矿山信息资料进行全面、高效和有序的管主题的更多细节。理和整合。通过计算机及软件把矿床地质、矿产开LOD0～地域模型：最粗糙的层次模型，本质上发等有关信息，以地理坐标为标准有机集成起来，是一个2．5维的数字地形模型；LOD1是指没有屋顶建立这些数据三维空间联系，实现矿山地质模型可的“楼块”模型；LOD2是指纹理和屋顶的粗模。包括视化，为矿产资源评估、矿区规划、地质灾害防治提植被等；LOD3指包含更高分辨率的纹理和更多细节供技术平台。现有的数字矿山大多以矿业软件层次的建筑物模型、更精细的植被模型以及交通设为基础平台进行搭建，基本实现

5、了地上下的三维再施；LOD4指最详细的层次，在LOD3的基础上增加现，但空间定位分析能力较弱，本文借助3DGIS技术了3D物体的内部结构，如建筑物的楼梯、过道、家俱等一。开发数字矿山系统，较好的实现了矿山三维可视化1．23D空间数据管理技术和丰富的空间分析功能。矿山系统是一个复杂的、动态的、开放的复杂巨系13DGIS技术发展及现状统，各部分之间相互影响、相互制约。对于这样的系统，准确的把矿山海量、异质、多时空分布的数据进行统一3DGIS与2DGIS都需要提供最基本的空间数据管理才能快速的了解各个系统的运行状况。·基金项目：1、国家教育体制改革试点项目(08—128—238

6、l；2、甘利用GIS技术把勘探数据、钻孔数据、地表模肃省教育厅研究生导师项目计划(1121—03；121801)联合资助。型、地质剖面图、矿山生产数据、地质模型、巷道模型1第2期矿山测量2014年4月等进行统一的格式和投影转换，存储到同一空间数的展示，而是集成矿山监控、定位、预警、避险、日常据库中，实现矿山数据的空间属性数据、二维三维数业务处理等工作于一体的智能化信息平台，系统以据的一体化存储。VS2010+OSG+AE进行搭建开发。。。三维数字矿山系统由矿山生产业务数据库(生产、2矿山三维模型构建销售、财务、供应数据)、矿山基础数据库(地表、勘探、井此阶段主要是建设矿山

7、从历史到现状的地形、巷、地质等数据)和矿山视频监控数据库为基础数据平地质、工程模型，满足实际使用的要求，这是数字矿台；以数据共享交换中心为中间层，将矿山企业现有数山建设的基础。矿山生产对象是埋藏在地下的矿据和各孤立系统进行集成，实现信息有效统一管理；以体，还有影响开采的围岩和地质构造，用真三维的软综合通讯、设备监测、安全预警、视频监控、人员定位、生件将这些对象表达出来，可以为生产期间的地质、测产计划、生产报表等功能模块为主要应用子系统。系统量、采矿、计划等工作提供基础。建模工作的主要技具备开放的接口规范协议，符合此接口规范的外