大型矿山地矿工程三维可视化模型的构建

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1、第39卷第3期中南大学学报(自然科学版)Vol.39No.32008年6月J.Cent.SouthUniv.(ScienceandTechnology)Jun.2008大型矿山地矿工程三维可视化模型的构建周智勇，陈建宏，杨立兵(中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙，410083)摘要：对真三维环境下地矿工程三维立体模型的构建进行研究；采用分形插值算法即改进的中点移位法建立地形模型；建立基于TIN和ARTP的三维数据模型；利用顶板中心线加巷道断面法实现开拓系统的三维实体建模；基于线框法及块段法分别构建矿体

2、的表面模型及内部模型。研究结果表明：采用改进的中点移位法，提高了细分过程的平稳性，使整体形状容易控制；顶板中心线加断面法容易实现，建模速度快，效果较好；线框构模法与块段法相互结合可用于精确表达矿体的边界形态及内部属性。关键词：地矿工程；三维建模；可视化；三维数据模型；分形中图分类号：TD672文献标识码：A文章编号：1672-7207(2008)03−0423−063Dvisualizationmodelingongeologicalandminingengineeringinalarge-sizedm

3、ineZHOUZhi-yong,CHENJian-hong,YANGLi-bing(SchoolofResourcesandSafetyEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:3Dmodelingforgeologicalandminingengineeringwasstudiedunderreal3Dcondition.Fractalinterpolation3Ddatealgorithm,i.e.,improv

4、edmidpointdisplacementmethod,wasutilizedtosetuptheterrainmodel.BasedonTINandARTP,3Ddatamodelwasconstituted.3Dentitymodelofdevelopmentsystemwasestablishedbythemethodofplacingtheroadwaysectionontheroofcenterline.Surfacemodelandinternalmodeloforebodywereest

5、ablishedbyline-frameandblock-sectionmethod,respectively.Theresultsshowthattheimprovedmidpointdisplacementmethodcanbeusedtoimprovethestationarityofsubdivisionprocess,andmakethecontrolofwholeshapeeasy.Themethodinwhichtheroadwaysectionlocatedinroofcenterlin

6、epossessessomeexcellencessuchaseasyrealization,fastmodelingandgoodmodelingeffect.Theboundaryconfigurationandinternalmodeloforebodycanbeestablishedaccuratelybyusingline-framemethodwithblock-sectionmethod.Keywords:geologicalandminingengineering;3Dmodeling;

7、visualization;3Ddatamodel;fractal矿井设计是矿井建设和生产中非常关键的环节，不直观，且给施工人员准确理解其空间关系和正确施若设计不合理，则可能严重降低矿山效益或引发事工造成了一定的困难。利用矿山现有测量资料及地质[1]故。所以，采用先进的方法和技术来进行矿井规划资料，构建矿山地矿工程的三维可视化模型，直观地和设计非常必要。传统的矿井设计是在纸质图上进行展示地下巷道与地形地貌、巷道与矿体的关系，是比或者用Autocad等软件进行辅助设计，都是用二维图较理想的解决方案。形表示

8、三维的地质现象和复杂的井筒巷道的分布，很许多研究者在这方面进行了大量研究，取得了一收稿日期：2007−08−20；修回日期：2007−10−18基金项目：国家自然科学基金资助项目(50774092)；全国优秀博士学位论文专项资金资助项目(200449)；中南大学教育创新工程基金项目资助项目(1343-76230)通信作者：周智勇(1980−)，男，江西上饶人，博士研究生，从事矿床建模、安全预警、采矿仿真及可视化技术研究；电话:0731-88