自然崩落法放矿计算机模拟数据模型研究

在融合面向实体的数据模型和网格数据模型的基础上,引入参数化对象,设计了一种参数化、网格化的数据模型(PDENDM)用以模拟自然崩落法放矿过程,解决三维可视化环境下考虑时态和经济因素的放矿管理难题,包括放出体发育过程、多漏口放矿及配矿问题.运用面向对象的思想建立PDENDM模型的主要数据结构.PDENDM采用面向实体的元素描述矿岩体及离散颗粒的实体特征,用网格元素描述系统内部网格的空间拓扑关系,并用参数描述实体轮廓、定位信息和其他属性信息,并结合实例分析PDENDM在自然崩落法放矿模拟中的作用.研究结果表明:该模型能够实现自然崩落法放矿过程的空间分析、时态分析,清晰地描述了不同放矿高度下单漏口放矿放出体形态发育及属性的变化,解决了矿岩颗粒流动及放出体发育等放矿研究中的关键问题,为后续多漏口放矿及配矿问题的解决奠定了良好基础.     

城市地下空间信息三维数据模型研究

系统分析了现有的三维空间数据模型的形式和特点,为城市地下空间信息基础平台空间数据模型的选择提供了甄别的依据.针对城市地下空间信息三维建模和可视化分析的特点和要求,设计了面向空间结构信息和空间属性信息建模与可视化的三维空间数据模型.对于城市地下空间几何结构信息（包括三维地质体几何结构、地下构筑物和地下管线）的建模与可视化,设计了一种基于边界表示,面向地下空间实体并兼顾拓扑关系的三维矢量数据模型;对于地下空间属性信息的建模与可视化,采用三维栅格数据结构来组织表征地质体内部物理和化学属性参数的规则体数据;并根据地质属性建模与地质结构建模的关系和要求,实现了由三维矢量模型向三维栅格模型的转换.     

基于OpenGL的管线三维模型的可视化研究

空间实体三维建模的关键是模型特征点空间坐标的计算。本文以管线为建模对象,对管线三维模型构建的元素进行分析,建立管线的三维数据模型,并给出了基本模型构建元素的数据结构的定义。根据给出的数据模型和数据结构对管线直线部分和管线衔接处的三维建模的方法和步骤进行探讨。以VC++为程序设计语言,利用OpenGL的函数库为图形的显示工具,开发出管线三维建模的实验系统。     

深基坑参数融合数据模型与数据结构

基于深基坑开挖过程中,不同实体的几何参数、物理参数和力学参数之间的关联性,提出深基坑参数融合数据模型,实现将深基坑的几何模型和力学模型统一在一个框架之下.根据面向对象的编程思想,采用C++语言对各基坑实体进行描述,为模型设计一个能够体现各基坑实体类之间层次关系的数据结构,并开发了深基坑三维建模与风险预警软件.将开发的软件应用于上海市汉中路地铁车站深基坑项目,结果表明,该数据模型很好地实现了不同基坑实体之间的关联,可以有效地预测深基坑施工过程中的潜在风险.     

基于实体导向的XML一般数据模型及实现

明确提出XML带来了数据模型设计从关系导向到实体导向的转变,分析了XML数据模型与关系数据模型的联系与区别,指出前者具有减少结构性冗余、灵活表达元组间的并列、包含、嵌套等关系的优点．同时,提出了一种XML的一般数据模型,包括描述实体的索引模型、嵌套模型和描述关系的链接模型．以客户服务系统为例说明了模型的实现,并检验了节省的空间开销率和时间开销率．     

一种用于地下矿可视化生产管控系统的全路径漫游网络设计

为了在地下矿山可视化生产管控系统中实现井巷内部快速漫游的功能,设计一种虚拟全路径漫游网络(Virtual full path roaming network,VFPRN),作为快速漫游时视点运动的路径。VFPRN以分段井巷中线网络为基础,引入虚拟结点和虚拟边,在交岔口处生成连接任意两条巷道的三维圆弧(直线)边,使得视点在交岔口处移动时具有平滑的转弯效果。同时,对依附于虚拟结点的边按顺时针排序,便于交互式选择前方路径。介绍VFPRN的特点及其组成元素,对传统的邻接多重表的数据结构进行改造,设计VFPRN的内存数据结构和数据库表结构,给出基于井巷实体网络复合数据模型建立VFPRN的算法步骤,并介绍VFPRN在井巷交互式快速漫游和自动漫游功能中的应用方式。结果表明,基于此网络实现的井巷漫游功能满足了大型地下矿山三维场景中井巷内部快速巡检的需求。     

基于对象版本管理方法的道路网络动态演变建模研究

基于基态修正模型以及对象版本管理的思想,提出用于动态道路网络数据管理的时空数据模型。该模型将道路网络划分为道路连接与连接点两种空间对象,分别讨论它们的演变过程。针对每种对象的演变过程,分别讨论了对象的创建、删除和更新3种操作以及数据的完整性约束。在此基础上,建立了面向动态道路网络数据的时空数据模型,并讨论了数据库检索算法。采用该模型对北京市的历史道路网络数据进行了建库,并开发了演示查询系统。该系统不仅可以反映道路网络的现状,而且可以有效地描述道路网络的历史状态与演变过程。     

城市地理信息系统若干问题的理论与技术方法

分析了目前空间数据模型存在的问题和局限性,介绍了基于点、线、面的实体—类别—关系概念数据模型及其逻辑数据模型——一种扩展的网络数据模型和栅格矢量数据的集成式管理方法,及其在拓扑空间关系描述与表达方面的研究工作．分析了现有的商业化地理信息系统（ＧＩＳ）工具提供的基本空间分析功能的局限性,针对具体的城市问题,提出了城市ＧＩＳ空间分析模型的基本设计方法和空间数据的采集与更新．     

对象化BR-TIN模型三维地理信息组织方法

在分析边界表示法(BR)和不规则三角网(TIN)特征的基础上,采用面向对象方法将BR模型与TIN有机地结合起来,提出一种面向对象的BR-TIN三维数据模型.研究模型的集成过程、对象化过程、信息组织和存储过程,并将其应用到三维建筑实体表达中.实验结果表明:该模型能够实现地理实体的对象化建模和对几何特征、属性等综合信息的一体化组织,有利于实现复杂三维地理实体空间数据的有效组织与管理.     

矿井井巷工程可视化数据管理系统研究

确立了矿井井巷工程巷道数据管理系统(RDMS)研制的基本目标，根据工程实践建立起采掘工程平面图专用图素集，研究构造了工程平面图形的组织与管理模式。利用AutoCAD2000 VBA二次开发技术，将矿图中的巷道、工作面等图形元素与它们的相关数据信息链接起来，建立起井巷工程RDMS系统，为实现矿井井巷信息的可视化管理提供保证。     

矿井井巷工程可视化数据管理系统研究

确立了矿井井巷工程巷道数据管理系统(RDMS)研制的基本目标,根据工程实践建立起采掘工程平面图专用图素集,研究构造了工程平面图形的组织与管理模式。利用AutoCAD2000VBA二次开发技术,将矿图中的巷道、工作面等图形元素与它们的相关数据信息链接起来,建立起井巷工程RDMS系统,为实现矿井井巷信息的可视化管理提供保证。     

图象数据模型研究

数据模型研究是设计按内容检索的图象数据库系统的基础．本文根据图象信息系统的特点，将面向对象模型与超语义模型有机结合，提出了一种新的图象数据模型及相应的说明语言．该模型以紧耦合方式融合了语义数据模型和知识模型的特点，并增加了表示图象对象间空间关系的机制，使得该模型可以更好地描述图象信息系统中的图象数据、领域知识以及空间关系语义．     

矿山复杂巷道网络组件式三维建模方法

煤矿复杂巷道(曲线巷道、交汇巷道、变断面巷道)建模是巷道三维建模的难点.现有方法在基于导线测量数据重建复杂巷道网络、尤其是矿山常见的曲线交汇巷道仍存在不足.提出了一种巷道组件式三维建模方法.该方法针对煤矿巷道典型导线测量数据，通过巷道中心线建模、巷道双边线建模、巷道组件三维建模三个步骤，自动构建复杂巷道网络三维模型.实验结果表明，提出的方法鲁棒性好，建模时间随数据量增长呈线性稳定增长.建立的巷道网络三维模型可为智慧矿山建设中的空间、几何、力学等多种分析提供支持.     

浅谈如何建立城市群空间地理信息系统

城市作为大规模集中的人类非农性社会经济活动在二维平面上的投影点,相互之间存在着空间作用,并在整体同构、功能耦合过程中形成城市群。通过对城市群的空间数据模型的探讨,建立城市群的空间管理信息系统,实现信息化条件下对城市群的科学管理和决策分析。     

西部测图移动GIS安全自救保障系统关键技术

为解决西部测图安全自救保障所必需的海量移动地理空间信息服务与移动PDA终端弱硬件资源、弱计算能力相矛盾的问题,采用试验的方法,研究了在PDA移动终端实现快速海量移动地理信息服务的可行性。结果表明:在"卡片式"数据索引的基础上进行"刀片式"数据组织管理的数据模型是一种有效的移动终端数据组织模型;在层次化空间格网索引的基础上,地理空间信息分割是解决硬件资源有限性的一种现实有益方法;移动安全自救被动定位是有缺陷的,必须有终端链路上传通道才有效。该系统的研发应用表明该成果对于普遍性的移动安全应急救援保障系统建设具有现实的借鉴意义。     

空间四面体剖分及可视化系统设计

地质体真三维建模是地学信息系统的核心问题之一。针对三维建模时模型属性表达缺失和无法进行空间分析的问题,提出了一种TetGen结合WebGL来构建三维模型的新方法。该方法使用TetGen构建模型,既保留细节特征又能高效率完成地质体三维建模及模型的优化。同时,借助WebGL构建了三维模型的3D可视化系统,实现了细节层次模型的展示,并利用js完成模型的空间分析基本参数计算。提出的三维建模方法结合可视化空间表达的方式,不仅实现了三维模型快速准确的四面体剖分,还完成模型数据的组织与管理,强化了模型的空间分析能力,拓宽了模型在地学领域的研究与应用。     

三维地质建模在煤矿地质可视化中的应用分析

煤矿智能化发展是煤炭行业未来发展的大趋势,三维地质建模及其可视化技术促进了地质资料信息的管理和共享,在煤炭行业的应用非常广泛且具有极其重要的意义。三维地质建模及其可视化技术可以对地质体的透明化勘探、煤矿的成矿预测、储量估算等进行精细化的指导,确保煤矿的采掘、通风系统的设计以及智能化开采的科学性,直观化灾害事故反演、地表环境监测、生产智能化管控等,减少勘探和开采的风险,能够大大提高煤炭开发的效率。本文对三维地质建模及其可视化技术在煤矿中的应用现状进行了总结,归纳了目前其在矿产领域的研究方向与相关软件的使用情况,介绍了地质数据和巷道数据的获取处理和建模技术,以及在各应用领域的具体进展,最后结合煤炭精准智能开采的发展趋势,针对三维地质建模技术在助力煤矿智能化发展方面的具体问题提出了思考和认识。     

基于ActiveX技术的矿井RDMS的研制

借用现代数据挖掘技术，结合矿山开采工程实际，建立起一套以采掘工程平面图专用图素集为示范的构造图形组织与管理模式。利用VBA与ActiveX相结合的二次开发技术，将矿图中的巷道、工作面等图形元素与它们的相关数据信息结合起来，研制出井巷工程RDMS系统，为实现矿井开采应用层面的井巷信息的可视化管理提供技术支持。     

基于几何元素的城市三维地理信息系统空间数据模型

空间数据模型是建立城市三维地理信息系统的核心问题。基于不同的城市空间对象划分方法 ,提出了城市三维地理信息系统的 18个空间数据模型 :①把空间现象抽象为点对象、线对象、规则面对象、规则体对象、不规则对象和DTM等 6类对象 ,基于 6种几何元素 (点、直线段、多边形、函数构造面、TIN面片、规则体素 )的不同组合 ,提出了城市三维地理信息系统的 9个空间数据模型 ;②把空间现象抽象为 5类对象 ,分别为零维空间对象 (点对象 )、一维空间对象 (线对象 )、二维空间对象 (面对象 )、三维空间对象 (体对象 )和DTM ,基于 6种几何元素的不同组合提出了 8个空间数据模型 ;③把空间现象抽象为零维对象、一维对象、二维对象、三维对象和DTM ,基于点、直线段、TIN面片、多边形、规则面、不规则面等 6类几何元素提出了一个空间数据模型。通过对一个数据模型的实验验证和各模型的理论分析 ,说明了这些模型的特点及可行性。