3D打印技术在智慧矿山三维建模中的应用

三维模型数据是智慧矿山建设的核心和基础,本文以我省地处河西走廊的卡瓦铁矿为例,首次将矿山三维实景模型的可视化数据成果与3D打印技术相结合,生产得到个性化、高效、直观的矿山三维模型实体,进一步加强了3D打印技术在智慧矿山三维建模中的深度推广应用。     

探讨MAPGIS的矿山三维建模方法

以敦煌磷钒矿为例,分析了三维数据模型的可视化表达与建模方法,基于组件MAPGIS K9技术,通过将二维和三维空间信息统一在一个平台和数据模型下,建立矿山三维地质勘查可视化与立体模型。可以实时修改数据、显示三维模型,查询矿山地质体的空间数据,同时还可以输出打印三维矿山矿体的渲染图,并给人一种直观的感受,为后期矿产资源开发提供了有力的科学依据。     

城市三维建模与可视化应用研究

三维建模技术是城市三维可视化的基础,也是三维城市GIS应用的关键。对城市空间实体三维建模技术和可视化过程进行了深入研究,探讨了基于不同数据源的地形和地物的建模方法,并提出了一个城市三维可视化应用系统框架,为城市数字化建设提供了一个有效、可行的方案。     

密集陡倾斜薄脉状矿体三维建模方法

轮廓线建模方式难以建立密集陡倾斜薄脉状矿体的三维模型,现在其空间信息特征的基础上,提出了一种针对薄脉状矿体的三维建模方法.该方法在矿脉精简的基础上,以品位高、走向及延伸稳定的主矿脉作为建模对象,采用三维曲面重构技术构建三维矿脉面模型,同时利用矿脉中段面约束矿体的走向和延伸,以保证矿脉面模型的合理性.实践表明:该方法建立的三维模型对陡倾斜薄矿脉群表达效果良好,可应用于矿山三维可视化和深部矿体预测等领域.     

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.     

基于语义的矿山多模型建模方法

矿山三维模型的构建方法复杂且多样,其应用范围也因需求的不同而具备多层次性的特点,以矿山地质过程和矿山三维建模算法为基础,提出了矿山建模的语义三维尺度概念,对语义环境下矿山空间多模型建模理论进行了探讨,以矿体品位模型为例,描述了基于语义的矿山多模型建模过程和方法.     

基于VTK和QT的层状地质体三维建模及可视化研究

地质体三维可视化是科学计算可视化研究领域的重要分支。如何把地下无法透视的构造信息,进行三维可视化,一直是地学领域的热点和难点之一。基于此,针对层状地质体的结构特征和三维建模方法进行了研究,在此基础上运用开源可视化工具包(VTK)和应用程序开发框架QT,完成对层状地质体的三维建模及可视化。最后结合兴城深部探测野外示范与实验基地的实际地震勘探数据,实现了对该区域的地质模型构建及立体展示。实践表明,使用VTK和QT作为层状地质体三维可视化的开发工具是可行的,完成了该区域6个地层地质体三维建模以及结合地震数据的综合三维可视化。     

基于J2EE平台和B/S结构的地矿工程三维可视化仿真技术

为了发展三维可视化技术,推进其在地矿工程系统中的应用,建立基于Web的"数字矿山"系统,设计了一种基于J2EE平台和B/S结构的矿山三维可视化仿真系统框架.采用JOGL技术,建立了基于B/S结构模式的矿山三维可视化仿真系统原型,形成了构建矿山复合场的一体化数字模型及"数字矿山"系统的关键技术.以某地下铁矿为实例,运用该矿的钻孔、矿体和井巷工程数据验证了所采用的三维可视化仿真方法和技术的可行性,展示了基于J2EE平台和B/S结构的矿山三维可视化仿真系统的发展与应用前景.     

虚拟建筑群三维建模与可视化实现

论述了地形、城市建筑物以及其他附属设施的三维模型建立方法;探讨了三维对象模型与地形模型 的匹配问题;分析了虚拟建筑群的三维可视化过程;采用三维可视化技术,实现了某建筑群的三维建模与可视 化表达,具有很好的实用性,为进一步进行数字城市的三维建模及可视化设计提供了一种辅助手段。     

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.     

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。     

三维可视化技术在水利水电建设中的应用

该文提出了基于GIS和三维可视化平台的水利水电施工系统模型三维可视化结构及施工过程。首先介绍了基于GIS的三维可视化,讨论了构建三维可视化数字模型的方法,然后介绍了地形数字化技术、特征建模技术,最后,技术路线表明,该方法具有良好的实用性。     

基于投影图的矿体三维可视化模型动态构建及资源储量评价

针对钻孔、剖面、离散点等传统三维矿体自动构模方式存在的构模信息量不足,无法快速、有效地实现矿体三维可视化模型自动构建及资源储量分析等问题,以矿体投影图编制工作流程为主线,以地矿点源数据库为基础,综合运用GIS、图库一体化、三维可视化等技术,研究并实现了一种新的基于二维平面投影图的矿体三维可视化模型动态构建及资源储量可视化分析方法,为矿体资源储量估算各要素的三维可视化动态分析、表达及评价提供了一种新的有效途径.经Quanty Mine数字矿山软件功能实现及实际矿山应用对比分析表明,该方法可实现矿体投影图编制与矿体三维可视化模型动态构建的一体化,资源储量三维可视化模型分析结果与传统二维平面方式估算结果相差-1.44%—2.81%,各类别储量基本接近,模型可靠性较好.     

三维GIS空间数据集成和可视化技术研究

针对数字矿山建设与矿山数据规范化的具体要求,结合三维GIS空间数据的特点,提出了地矿数据集成必要性。阐述了矿山三维GIS空间数据的类型和获取方式,研究了矿山三维地学模型构建技术。本文还介绍了FracSIS的功能特点、可集成的数据类型及来源,研究了基于FracSIS的三维GIS空间数据集成及可视化技术。结果表明,三维GIS空间数据集成及可视化技术的广泛应用对于加快我国数字矿山建设具有十分重要的意义。     

复杂空区群露天开采境界三维可视化及其应用

为了预防露天开采境界下复杂空区群对矿山生产造成重大安全事故,研究以不规则三角网(TIN)为基础的复杂地质体三维可视化建模技术,并以Surpac软件为平台制定出相应的复杂空区群露天开采境界三维可视化实施方案。将该方案应用于某矿区,建立该矿区内露天开采境界地表、地下矿体以及复杂空区群的三维可视化模型,重点对空区群内部错综复杂的通透关系进行三维描述。研究结果表明:复合模型的建立明确了地表、地下矿体及各水平采空区之间的空间位置关系,可利用其分析空区群的安全隐患及空区间的连带破坏作用,为露天境界内复杂空区群的灾害控制、安全性评判及矿区地表开采的施工设计提供了参考依据,从而解决了多空区矿山的盲目开采问题,有效预防了重大安全事故的发生。     

平台无关模型可视化建模的研究与实现

平台无关模型（PIM）是模型驱动架构（MDA）的核心。目前PIM建模靠手工编写代码实现,效率低、易出错、复用难。提出了一种PIM的可视化建模方法。为规范建模过程,提出了VisibleXML概念。详细论述了基于此方法设计实现的PIM可视化建模框架。某企业信息系统开发中用此框架进行PIM建模,效率高,错误率低,复用方便,学习成本小。     

基于开源平台BPIP的采矿教学实践与学生科创探索

采矿工程是一门具有复杂性、整体性和系统性特点的学科。受制于开发平台等条件,采矿专业学生开展创新活动难度大、可持续性差,且与矿山现场应用存在较大距离。提出了一种基于开源程序的大学生科技创新实践平台(BPIP平台),该平台以Blender开源软件为载体,以Python为脚本语言,通过交互方式调用Blender自带内置引擎,构建一套支撑服务于矿山生产、灾害仿真等的三维可视化仿真平台。通过引入人工智能、数学建模等方法和思路,实现了矿山井巷自动生成、采矿参数优化、灾害动态仿真等内容。结合华北科技学院采矿专业学生的科技创新实践,BPIP平台已被成功应用于三维矿山模型快速构建、爆破设计三维可视化以及突水灾害避灾仿真等创新活动,取得了良好的效果。     

三维地质建模与可视化

大型复杂建筑项目的实施、环境与自然灾害的评估等都需对地下条件进行精确模拟.由于地下条件的特殊性、地质对象形状的不规则性和属性的各向异性,决定了三维地质建模与可视化的复杂性.在详细阐述三维地质建模与可视化的要求、流程与模型构建的基础上.探讨了三维地质建模与可视化面临的挑战.随着GIS的快速发展、现代信息管理系统的设计优化及IT技术的集成.基于三维GIS的三维地质建模与可视化系统具有十分广阔的前景.与信息管理系统的紧密结合是三维地质建模的未来发展趋势.     

基于支持向量机的顾北煤矿北一矿区三维地质模型构建

三维地质模型是表征地下地层分布和地质构造的有力工具,可以简单有效的帮助地质解译和空间分析工作,但由于传统三维地质建模方法建模过程复杂、人为干扰影响大,非专业人士短时间内很难掌握并且建模质量难以保证。为满足矿山智能开采对高精度地质模型的需求,提高三维地质建模与可视化的高效性和直观性,提出一种基于支持向量机的三维地质建模方法,将地质体划分为大小均匀的栅格单元,根据栅格单元的属性类别构建三维地质体模型,并使用基于RBF核函数的支持向量机分类器对顾北煤矿北一矿区进行了实例验证,将模型进行开挖显示,与实际钻孔数据构建的地质剖面图进行对比,结果表明,该方法具有很大的适用性,并且可以很好的处理尖灭地层,建模效率以及准确率较高。     

基于ArcScene的航班三维可视化模拟系统

本文描述了航班三维可视化模拟系统的设计及实现过程。说明了三维可视化建模工具与ArcGIS-3D模块ArcScene相结合,建立三维模型、场景并进行二次开发的方法。成功实现了机场三维场景的搭建及航班移动的实时三维模拟。结果表明该方法是一种简单、快速、实用的三维GIS应用开发途径。系统的成功运行,对于首都机场运营管理等工作有重要意义。