基于MultiPath模型的矿井巷道三维建模方法的研究与实现.pdf

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1、第1期矿山测量No．12013年2月MINESURVEYINGFeb．2013doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2013．O1．017基于MultiPath模型的矿井巷道三维建模方法的研究与实现术杨义辉(1．重庆大学，重庆400044；2．中煤科工集团重庆研究院，重庆400037；3．瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037)摘要：文中重点介绍了ArcGISMultiPatch三维技术，提出了一种基于ArcGISMultiPatch三维数据结构的矿井三维巷道建

2、模方法。这种方法是在ArcGISEngine平台上结合C#开发环境进行二次开发，利用巷道中心线及断面计算出各个断面顶点坐标，然后生成MultiPatch侧面，从而实现了矿井巷道的三维建模。该方法具有很大的灵活性与弹性，能够更大程度地满足专业需求，具有很好的扩展性，此方法为煤矿虚拟现实系统的建立提供了新的解决方案。关键词：矿井巷道；三维建模；MuhiPatch；ArcGISEngine中图分类号：TD315文献标识码：B文章编号：1001—358X(2013)01—0046—05能需求，ESRI公司

3、的ArcScene中的MultiPath3D技1概述术提供了完善的解决办法。它可以实现对空间数据构建煤矿虚拟现实系统，主要包括煤矿地面环及其相关的属性数据进行无缝集成一体化、图形可境建模、煤矿三维地质体建模、煤矿巷道建模和巷道视化展示以及对多源异构信息进行复合分析叫。内附属设施建模，其中三维巷道建模是核心和关键ESRI在全面整合了GIS与数据库，软件工程，问题，是构建数字矿山的基础。煤矿开采对象为人工智能，网络技术等多方面的计算机主流技术后类型众多、形态各异、条件多变且采前未能完全确知推出的目前处

4、于世界领先地位的GIS平台软件：Are．的天然资源，且井下巷道纵横交错、错综复杂，工作GIS其中的ArcGIS3D扩充模块使开发人员和用户地点及资源条件不断变化，如何立体、直观、准确地可以有效地显示和分析三维数据。其核心部分Arc．表现并反映井下巷道及其空间关系，是矿山测绘科Scene以及包含的开发组件可以让用户完成包括：数技工作者的重要研究课题，也是煤矿安全、高效、合据可视化、三维表面生成、三维表面分析等工作。。而开放的组件开发工具使得在构建地下三理开发的重要保障。利用矿山现有测量资料及地质维物

5、体时能够充分运用ArcGIS的功能。资料，构建矿山地矿工程的三维可视化模型，直观地本文着重探讨基于AreGIS平台的MultiPatch元展示地下巷道与地形地貌、巷道与矿体的关系，从而素类型，利用ArcEngine实现矿井三维巷道可视化的能指导安全生产。方法，为煤矿虚拟现实系统中的三维巷道的建立提在煤矿虚拟现实系统中巷道网络系统的三维建供新的思路。模及可视化是其核心。建立较为精确的三维巷道模型可以对矿井的复杂巷道进行逼真的三维形态展示2ArcGIS中的MuhiPatch元素类型和定量化的表达；可视

6、化的工具则给用户提供了一目前三维地学构模方法大致有以下5种：块断个所见即所得的人机交互界面；虚拟现实及仿真技(block)构模法、线框(wireflame)构模法、实体(sol—术则可以进行各种接近真实的模拟。要满足以上功id)构模法、断面(section)构模法、表面(surface)构模法。基金项目：1、十二五国家科技支撑计划：深部矿井煤与瓦斯突出防治关键技术及示范(2012BAKO4B01)；2、青年科学基金项目：煤岩体在ArcGIS的三维模块中，TIN和Grid常用来进吸附、解吸瓦斯过程中

7、的动态变形特征及其在突出防治中的应用行三维实现，但在实际矿井工程中，除了地层等三维(51104087)。模型外，还设计到更多的实质三维物体(如钻孔、巷第1期矿山测量2013年2月／／／圆形巷道半径<／param>／／／巷道断面各个顶点组成的线<／returns>publicIPolylineGetStartPointCircularMultiPath(IPointpStartPoint，IPointpEndPoint，doublepRad

8、u—is)i图4矿井巷道三维自动建模实现流程图constdoubleCylinderBaseDegrees=360．0；3．1巷道三维建模算法分析constintCylinderBaseDivisions=36：(1)确定巷道断面形状doubleCylinderBaseRadius=pRaduis；要计算巷道断面各个顶点的坐标，首先要知道objectpOO：Missing．Value；的是巷道断面的类型。所以，根据煤矿实际情况，把IVector3DpVe=newVector3DCl