大型矿山地矿工程三维可视化模型的构建

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;利用项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;项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。     

三维立体建模技术在矿业中应用研究

介绍三维建模技术在矿业中应用的必要性、可行性、研究内容、研究方法，以及预期的研究成果。介绍建立三维矿床模型的方法原理，包括矿块的划分方法与原则，矿块的编号，矿块属性变量的赋值方法，矿体以外的纯岩石块的剔除，以及格网构模法的格网尺寸，对网状矿体和非层状矿体的描述方法，数据存储等。     

基于剖面的三维断层建模方法

结合地震解释剖面图与地质构造平面图上的断层信息,采用数字化技术提取断层建模所需的相关数据,以剖面为建模基础,采用空间线性插值技术构建了三维断层模型。该方法能充分利用平面图和剖面图特征,从整体上把握断层,提高断层建模的准确性。通过开发相应软件实现了地质体模型断层的添加和修改。     

非层状矿体构模关键技术研究

针对非层状矿体三维建模的复杂性,讨论了非层状矿体三维建模中有关矿体表面和矿体块段建模基本算法.讨论了实体法建模中平行轮廓线建立非层状矿体表面模型的算法,并把该算法推广到了非平行轮廓线建模,针对利用轮廓线建立实体表面模型的问题,提出利用平面和剖面交叉的方法来产生控制线,以对矿体形态进行控制,进而利用连接轮廓线的方法来进行矿体表面建模.同时,阐述了利用三维普通克立格插值方法建立矿体内部块段模型的关键算法.最后利用VC 和OpenGL作为开发语言,从底层开发了三维非层状矿体建模的三维可视化软件,在某矿山得到了验证,对非层状矿山的实际生产起到了一定的指导作用.图5,参8.     

快速构建复杂矿体块段模型的算法

针对矿体表面模型转换为块段模型过程中遇到的两个关键问题,即矿体空间形态复杂导致相交计算量大和须筛选块段数量多(≥106),提出应用二维网格分割与种子填充思想实现快速构建三维复杂矿体的块段模型算法,其时间复杂度为O(n).通过实验证明:该算法能花费相对小的空间代价解决大量三角面与体素相交计算问题,同时将复杂矿体块段模型的体素划分为边界立方格和内部立方格两大类,便于后续定量计算及三维空间分析,特别是将flood-fill思想应用于空间复杂矿体块段构模,具有一定的创新性,其不仅适用于表面模型到块段模型的转换,也适用于空间任意非自相交曲面的块段构模.     

矿床的体视化仿真技术与实现

为解决矿床仿真构模中对矿床几何信息描述和属性信息描述中存在的模型分离问题,采用体视化技术,建立了体矿床模型.通过分析矿床体视化仿真中的数据流程,建立了表现矿体空间分布、矿体中重点区域、矿体剖切分层的三类体模型,并实现了直接基于体模型的矿石储量、金属量的计算工作.经实例分析表明,利用体矿床建模技术,不仅能够进行矿床属性的定性分析,而且便于进行定量计算,为完善矿床建模技术提供了一条途径.     

矿床模型辅助建模工具及其开发

块段构模技术因构模简单、实用而广泛用于储量计算、开采设计和计划编制,但对于复杂矿体,则边界误差大,应用效果较差,常采用人工修正模型予以修正.作者通过研究地形模型、品位模型、方差模型和岩性模型的存储结构,采用面向对象方法和可视化技术,设计和开发了一个三维矿床模型全屏幕编辑器DME.DME实现了三维矿床模型任意层、行、列的全屏幕数据浏览、修改、编辑和统计,对矿床模型的平面、剖面估值数据进行可视化编辑.     

地质体的三维形态分析方法与应用

针对隐伏矿体立体定量预测中复杂形态地质体的空间分析问题,利用数学形态学和欧氏距离变换理论,提出基于三维栅格模型的地质体三维形态定量分析的方法.利用开闭滤波或闭开滤波的数学形态学变换,构建地质体表面形态趋势的提取算法;将形态滤波、欧氏距离变换、全局集合运算结合起来,建立地质体形态起伏定量分析及分级提取模型;采用基于欧氏距离场的计算模型,提出地质体表面与趋势面夹角的提取方法.在建立地质体三维栅格模型的基础上,将地质体三维形态定量分析方法应用于安徽铜陵凤凰山矿田的新屋里岩体分析,实现地质控矿因素指标的定量提取.研究结果表明:采用该方法对地质体进行形态分析,可计算出地质体的各种形态参数,并提取出地质控矿因素量化指标,能有效地应用于隐伏矿体立体定量预测.     

基于Minexplorer探矿者软件的甲玛铜矿三维地质体建模

利用三维地质体建模软件Minexplorer建立了西藏甲玛铜多金属矿床(I)-1-1夕卡岩矿体的三维模型并对其进行储量计算.利用矿山勘探过程中积累的钻孔数据,建立地质数据库,生成三维钻孔,通过剖面定义、单工程矿体圈定、剖面编辑、曲面连接、封装成体建立了(I)-1-1矿体的三维模型.分别使用普通克立格、距离倒数法、块段法...     

矿体形态模拟的研究

在运用三维点元法确定一系列矿体边界点的基础Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分和ＡＣＡＤ技术对矿体形态模拟进行了研究，形成了一种新的模拟矿体开矿的边界构模法。     

基于棱柱体的三维地质建模方法

 矿体赋存条件复杂、地质构造多变。为探究真实地质体情况,通过对现有各类地质体建模方法的分析,尤其是对TIN模型构建、实体(solid)构模的特点进行探讨,提出一种基于工程棱柱体的三维地质建模方法。结合钻孔数据特点和地层分布规律,根据勘探工程的钻孔平面位置将勘探区域划分为若干棱柱体。对每个棱柱体侧面进行矿段对比连接,完成棱柱体线框图搭建,随之逐面、逐层、逐柱构建三角网,直至形成整个地质体的三角网。将实体构模方法结合其中,实现了三维地层实体模型的建立,既能充分反映矿体的三维形态,又能使所显示的三维矿体进行实体描述。使得矿体属性连续并可计算,同时模型能够结合工程师经验自动推理尖灭、分叉、断层和褶皱等复杂地层构造。其具有三维显示又具有实体描述的特点,尤其便于按储量级别进行储量估算等矿量计算,具有实际应用价值。     

三维地学建模技术与Kriging方法在固体矿产储量计算中的应用

结合Kriging方法在计算机上的实现和应用,介绍了运用三维地学建模技术生成矿体的三维品位模型的原理流程以及关键技术,并在此基础上进行矿产资源储最计算.其基本流程为:根据实际地质勘探数据生成矿体三维实体模型;在实体tin模型内部应用块模型方法进行划分,建立矿体块体模型;利用Kriging方法进行插值,生成矿体的品位模型...     

矿体三维可视化建模技术

回顾了矿山数字化建设的关键技术之一的矿体三维可视化建模的相关工作,包括主要的矿体三维模型、数据插值技术;给出了矿体三维建模可以考虑的三个维度:模型构成元素、存储的数据类型和构成元素的形状,由这三个维度可以组合出满足需要的模型;提出了适合于基于钻孔数据的矿体三维建模的可裁减的集成的断面-不规则三角网(TIN)-广义三棱柱模型(GTP),它可以方便地利用钻孔数据构造矿体断面,然后利用TIN连接相邻断面形成矿体线框模型,利用GTP表示矿体内部结构;并给出了矿体三维可视化建模技术需要进一步研究的问题.     

复杂矿体的块段模型建模算法

为实现复杂矿体表面模型至块段模型的转换,提出采用8叉树结构存储块段模型,使用有向包围盒(OBB)进行单元块与表面模型的相交检测.对于判断点在多面体内的算法进行比较,对Feito-Torres方法进行改进以更加准确地模拟复杂矿体形状.实验证明,该方法能够准确地从各种具有面片重复、相交和开口的表面模型建立复杂矿体的块段模型,减小数据量,对于输入的表面模型数据容错能力强,并且具有健壮性.     

红透山矿区三维地质建模与可视化研究

红透山矿区是中国开采深度最深的金属矿山之一,具有巨大的找矿潜力。本文采用三维地质建模和可视化技术方法,结合红透山矿区地质特征,以国际矿业软件Surpac为平台,建立红透山矿区地质数据库,在此基础上构建了矿区地表、断层、矿体以及地层三维实体模型。为提取地质控矿指标,基于地质体三维实体模型,通过地质空间立体单元划分,建立了岩性、断层、矿化分布等控矿因素的三维空间场模型,以及可控源音频大地电磁法CSAMT、瞬变电磁法TEM物探找矿指标三维空间场模型,直观显示了矿区地质体空间分布特征,为进一步开展红透山矿区深边部三维定量找矿预测奠定了基础。研究表明,三维可视化建模技术在隐伏矿体立体定量预测研究中具有明显优势,具有较高的推广和应用价值。     

地质体几何造型应用

作者提出的地质体几何造型理论和方法实现了地质体的信息存储、模型构造、几何分析与图形表达，可应用于涉及地质体形态的各个地学领域（构造地质、矿床地质、矿床勘探、矿山开采等）．地测图件自动生成系统AutoGDPS的开发成功是其典型应用．基于地质体几何造型理论和方法，通过矿体边界人工圈定和勘探线剖面图手工编绘过程分析，将勘探剖面图等地测图件中各种地质体及工程元素（如断层基点、钻孔、矿带边界线、矿体、储量分析）表述为相应的地质体几何造型模型，进而给出了矿体边界自动圈定和勘探线剖面图自动生成的基本过程、定量准则和几何造型模型的建立方法，其成果AutoGDPS已应用于攀钢集团朱矿、兰矿、设计研究院和生产处等单位的生产中，大幅度地提高了地测工作效率．     

模糊边界地理现象的建模方法

针对模糊边界地理现象,提出使用模糊隶度函数建立模糊地理模型的建模方法。通过土壤类型分类的实例,说明使用模糊聚类法提取土壤类型边界,使用模糊隶属度函数建立土壤边界模糊模型,能够较自然并较准确地达到土训类型边界提取和边界建模的目的。     

一种复杂矿体相邻断面的匹配算法

矿床三维可视化建模往往需要将相邻断面矿体线相连,形成三维棱柱体,来表现矿体形态.研究了相邻断面矿体线连接匹配的算法,首先,进行断面多边形的匹配对应,解决谁与谁相连的问题;其次,进行多边形的特征顶点粗匹配;最后,用这些特征点将原始多边形截成多段,找到上下各段的匹配关系,通过三角化形成矿体表面模型.通过实际矿山的验证,本算...     

采矿工程剖面图计算机自动生成研究

针对当前采矿工程CAD研究应用的现状，以采掘工程平面图为基础，从二维绘图出发，分析了采矿工程剖面图与平面图的关系，提出并建立了采矿工程平面图自动生成剖面图的自满模型，进一步在AutoCAD图形支撑软件平台下开发了采矿工程剖面图计算机自动生成系统软件包，最后给出了该方法的应用实例。     

空中目标特征识别的MRA-GVFS组合算法

目的提出一种空中目标特征识别的新算法。方法在轮廓线提取过程中,采用二维Bubble小波多分辨率分析来降噪并弱化伪边缘,采用GVFS法跟踪和提取目标体的边界,再利用多边形近似算法按指定的顶点数提取多边形,以使其和目标特征模板进行匹配。结果提出了一种六步算法。结论对直升机的空中图像进行了特征提取仿真,该方法对空中目标识别很有效。