钨矿床三维建模和储量可视化计算

利用国际矿山软件Surpac对新田岭钨矿建立地质数据库、三维实体模型和块体模型,实现地表、断层、地层和矿体的地下三维可视化。根据地质统计学原理对钻孔样品数据进行组合分析,通过对三维变异函数的计算和拟合,构造出一个变异函数模型,对全部有效结构信息做出定量概括。分别采用普通克立格法和距离反比法对矿体金属元素品位进行了估值和储量统计,并将计算结果与矿山通过实际勘探运用的块体法储量计算的结果进行了对比分析。实践表明,三维建模可视化可以完整准确地表达出矿山地表、地下地质构造的空间位置关系以及相关矿岩信息,同时为矿床开采以及生产动态管理提供有效基础。所建模型和品位推估、储量计算结果可靠,可用于辅助矿山进行资源评估,这不仅促进了传统采矿手段的发展,也将对中国矿山企业的数字化进程起到巨大的推动作用。     

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.     

基于ArcEngine和钻孔数据的三维地表层建模与可视化

钻孔是获取地层信息最直观、准确和详细的手段,地层的内部构造可以通过钻孔信息应用三维建模方法表达出来.为了保证隧道施工安全,实现盾构隧道顶部地表层的可视化,提出了一种基于钻孔数据构建三维地层模型的方法:首先应用ArcEngine对钻孔数据进行预处理,得到钻孔的空间信息;基于三维约束Delaunay四面体化算法和预处理后的离散钻孔信息构建TEN(四面体格网)模型;在ArcEngine的平台调用数据库中的钻孔数据、地表层属性等信息,实现地表与钻孔信息的三维显示、信息查询和地层分析等功能.     

基于机器学习的钻孔数据隐式三维地质建模方法

针对基于钻孔数据的传统显式三维地质建模方法存在过程繁琐、模型质量难以保证等缺点,本文提出了一种基于机器学习的隐式三维地质建模方法,将地层三维建模问题转换为地下空间栅格单元的属性分类问题.分别基于支持向量机、BP神经网络等分类算法,实现了钻孔数据的自动三维地质建模.实际建模结果表明,对于有限、稀疏的钻孔数据,支持向量机方法建模准确率较高,建模效率、效果优于显式建模方法.最后通过敏感性分析研究了超参数对建模结果准确率、模型形态的影响,为可控的自动三维地质建模提供了一种新的解决思路.     

一种基于钻孔数据的优化三维地质建模方法

钻孔数据是地质中最常见且最简单的数据,利用钻孔数据直接建立三维地质模型已经成为国内外学者研究的焦点。在研究前人多种地质建模方法的基础上,结合工程实践,提出一套具有工程实用价值的优化地质建模方法。该方法以钻孔数据为基础数据,将钻孔地质剖面数据融入到地质建模中,修正了以往建模中尖灭点位置取值1/2区域的不合理情况,生成精确位置地层尖灭线;并且在建模的过程中加入了依据剖面图数据的模型调整。最后通过建模实例验证了该方法的准确性与有效性。     

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...     

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.     

矿井巷道地质钻孔三维可视化设计

煤矿井下巷道掘进过程中施工多种前探钻孔,用来进行地质构造、瓦斯气体及富水区等异常的预测。现有钻孔设计多为平面化过程,对地质条件可视化程度低。以VC++语言为平台,构建巷道掘进顺层方向前探钻孔、高底抽巷道抽排钻孔及石门揭煤钻孔等不同类型钻孔的三维模型,可全面满足钻孔设计控制需求,输出钻孔施工生产中需要的各种平剖面图。所完成的井下巷道钻孔可视化系统,设计信息量丰富可靠,可提高勘探工作效率,适用于矿井地测及抽排等实际生产工作。     

基于GOCAD软件的三维地质建模可视化过程

为了研究与观查鄂尔多斯盆地某一铀矿储集区,采用GOCAD软件对研究区域进行地质三维建模模拟与可视化操作过程。结果表明,该软件包含了丰富的建模参数以及研究人员的客观需求,功能齐全,模块较多,操作较为容易,可以对油气成藏、深地成矿带、大地构造等复杂地质现象进行模拟演示,为圈定矿体靶区、地表以下矿体的展布规律、地层标识界面及其厚度等奠定了良好的基础。     

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。     

网络协同设计下的三维建模技术

三维几何模型的共享是协同设计的关键,提出用形状特征来表达共享模型,并把形状特征参数化,创建特征模型的参数配置表.共享模型的任何改变均可描述为形状特征参数的改变,并能同时完成参数配置表的修改,通过遍历特征建模的历史记录来重新生产模型.提出了基于Internet的协同设计特征建模体系结构,由3D共享建模、网络特征建模服务器、特征建模用户和标准通信协议等组成.所有用户使用同一服务器,服务器维护3D特征建模、维护设计者意图、确保数据交互的一致性、保证所有用户实时更新并管理所有用户之间的通信交互.     

基于兴趣驱动的三维造型技术教学改革

以卓越工程师培养为目标,分析了三维造型技术教学中存在的问题,指出兴趣驱动在教与学中的作用,介绍了基于兴趣驱动的三维几何造型技术基础在授课内容、学时安排、考核方式等方面做出的改革。实践表明,基于兴趣驱动的教学方法能极大地调动学生的积极性,在教学中取得了较好的教学效果。     

基于八叉树三维农作物叶片的体建模算法

为了实现在三维虚拟环境中对农作物叶片的形态建模与精确控制,根据体图形学理论与八叉树的特点,提出了一种针对三维农作物叶片的八叉树体建模算法,由于叶片模型内部实体属性变化的不均匀性,并且三维叶片纹理、叶片旋转角度、颜色密度分布等复杂属性的变化不规则性,算法选取不规则的八叉树体元作为形态建模的主元素,进而更加充分的表示叶片内部的细节,整体形态建模效果表明,文中算法能够充分表达农作物叶片的内部属性,建模效果真实感强,并且易于控制。     

基于遗传算法的3D动态实时建模方法

3D建模需要较为精确的数值参数作为基础才能建立逼真的3D模型. 为得到误差尽可能小的数值优化参数,提出一种从普通的择优遗传操作改进为有意识的突破最优择优方式的新型遗传算法,并以手持设备为平台,利用陀螺仪传感器作为空间简易测量工具,结合遗传算法计算房间3D模型尺寸与镜头位置,实时进行房间等比例的动态3D建模. 动态3D建模技术应用在家居装修领域,有实时、精确、低成本等特点,实验表明该方法具有高效、合理性和可行性.     

基于岩溶模式的溶洞储集体三维地质建模

针对波阻抗属性可以较准确地识别大型溶洞而不能识别小型溶洞的特点,结合岩溶发育模式,分别对不同类型、不同尺度的溶洞储集体三维地质建模进行研究。结果表明:不同岩溶带溶洞储集体对应不同的波阻抗分布范围,因此对不同岩溶带采用不同波阻抗属性值截断,根据岩溶模式人机交互修正的方法建立大型溶洞模型;小型溶洞具有与大型溶洞相似的岩溶成因和发育规律,可以以不同岩溶带的大型溶洞模型作为训练图像,以单井识别的小型溶洞储集体为硬数据,以小型溶洞发育概率为软数据,利用多点地质统计学算法建立小型溶洞模型;所建立的模型能够吻合硬数据,又可以反映溶洞储集体的空间分布特征。     

基于三维GIS的矿井通风信息系统

为了实现矿井通风管理的信息化和自动化,基于三维地理信息系统(GIS)技术,构建了矿井通风系统图的三维数据模型和几何模型,利用OpenGL中的拾取机,以ADO作为数据库引擎,开发了三维GIS矿井通风信息系统,实现了矿井通风系统的三维可视化建模和风流模拟,并可对巷道属性和通风属性进行动态交互式查询.系统的开发对提高矿井通风的管理效率具有很大的作用,增强矿井生产的安全性,提高煤矿生产的经济效益,具有较强的应用前景.     

基于MBD的产品信息全三维标注方法

对基于三维模型表达产品信息的方式进行了研究,提出了利用基于模型定义(MBD)技术在三维模型上标注产品信息的方法.首先,将产品信息分为设计信息和制造信息,从而方便对信息进行分类表达.特别提出了产品制造信息符号化组合表达的方法,并构建了工艺信息框格.其次,对产品信息三维模型表达的特点进行了研究,提出了三维信息表达公式,并规定了颜色的使用规则.此外,针对三维标注信息存在的“刺猬”现象,提出了三维标注信息分视图、分图层的管理方法,实现了产品信息的合理有效表达.最后,在开发的基于全三维模型的数字化工艺设计系统(FTPDS)上,实现了产品设计制造信息的全三维标注,并验证了全三维标注符合GB/T 24734-2009规定的标注规则.     

多源数据融合的城市三维实景建模

随着数字城市以及智慧城市的提出，城市模拟从二维发展到三维，对城市三维实景建模的要求越来越高。由于城市地物密度高、变化快，传统的手工三维建模方法效率低，无法适应快速发展变化的城市环境，因此，往往采用无人机倾斜摄影技术进行快速三维建模，但无人机倾斜摄影方法无法解决城市地物遮挡、树冠遮挡、屋檐遮挡、玻璃透光等问题，造成三维模型局部纹理扭曲、地物拉花、地物空洞等缺陷，在模型精度、质量、应用方面存在诸多问题。为了解决上述问题，以中国科学院大学为研究区，运用无人机倾斜摄影技术与地面激光雷达技术进行融合建模。在实验过程中，外业采用“规则航线自动拍摄为主，兴趣区手动拍摄为辅”的无人机影像获取策略；内业则利用“手动粗配准，ICP算法精配准”的方法将地面雷达点云统一到无人机影像坐标系统中。实验结果表明，多源数据融合的方法既能够保证三维建模的效率，又能够修正无人机单独建模模型的地物扭曲、空洞等问题，提高模型的精度，优化城市三维模型。     

基于SSHC的三维地形多分辨率建模(英文)

针对应急灾情态势显示系统数据量庞大与数据更新迅速而造成模型数据量大、计算时间久的问题,提出了一种多分辨率三维地形建模方法。目的是使地形模型本身既满足视觉逼真度,又可以降低调用模型所耗的计算时间。为此,采用构建三维模型的分层递阶模型(hierarchical model,HM)的方法进行多分辨率建模。将用于遥感地物识别的基于尺度空间的层次聚类算法(scale-space based hierarchical clusteringalgorithm,SSHC)引入HM的构造过程,依据HM设置三维模型的各组节点,并与基于多边形优化的多细节层次(levels of detail,LOD)建模技术相结合构建大场景的三维地形模型.实验证明该方法可以实现符合视觉原理的由宏观到微观显示的同时降低地形模型的计算量,满足应急灾情态势显示的需要.