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.     

基于八叉树的复杂矿体块段模型高效构建

针对复杂矿体结构模型三角形面片数量大、模型几何质量不高,致使基于结构模型构建块段模型非常耗时、鲁棒性不高等问题,提出通过三维到二维的转换方式,将体元与多面体内外关系的三维判断转化为在二维面上进行多边形区域内外点集筛选的方法,并结合栅格扫描法,实现三维复杂矿体的块段模型快速构建算法;通过引入伪八叉树作为规则网格与八叉树模型的桥梁,实现基于八叉树的块段模型高效构建.实验结果表明:该算法可以处理任意复杂矿体模型构建基于八叉树的块段模型,速度快、鲁棒性高,不仅适用于基于矿体结构模型构建块段模型,也适用于同类三维矢量数据向三维栅格数据的转换.     

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.     

深井开采回采顺序数值模拟优化研究

采用大型矿业软件Datamine构建了冬瓜山矿的地表、岩层、矿体及块段模型;研究了Datamine块段模型与Flac3D计算模型的数据结构、耦合模式及方法,成功地将块段模型转换成数值计算模型.针对冬瓜山深井缓倾斜矿体复杂的开采技术条件,并考虑日产万吨生产能力和主要回采次序要求,设计了两种可行的回采顺序模拟方案,开展了冬瓜山深井开采回采顺序的数值模拟优化研究,分析了不同方案应力、位移和塑性区的分布规律,提出了优化的回采顺序方案.     

矿体表面模型在计算机境界圈定方法中的应用

在以往的计算机方法境界圈定中都需建立矿块模型,逐个块段扫描导致运算速度慢,不能满足大数据量计算,该文针对以上问题在建模方面采用了矿体表面模型,该模型采用一种再现传统手绘的建模方法,通过一系列平面图或剖面图的矿体边界多边形进行线框建模技术来描述矿体空间分布即线框构模法。在读取平面图或剖面图中矿体边界多边形的工作中需要运用图形学、分形学等理论,实现了对矢量图形图元素的提取。完成矿岩多边形提取后便可以利用线框构模法进行矿体线框模型的建立,最后利用Open GL技术对线框模型进行填充,生成矿体表面模型。     

三维可视化环境下矿体空间数据插值

大部分地学中的空间数据插值基于二维空间,随着计算机三维可视化工具的出现和功能不断完善,三维空间的数据插值成为可能。矿体的品位、资源量估算以前大多由手工计算完成,在计算机三维可视化环境下,可以快速地实现矿体品位和资源量的高精度估算。其基本原理是首先应用矿体的三维可视化技术建立矿体的三维表面模型,精确地模拟矿体的形态;其次应用块模型方法对矿体内部进行剖分,建立体内部数据模型;最后应用距离反比法和Kriging方法对矿体内部的特性数据（如品位）进行插值估算,获得矿体内部所有块的特性数据,从而得到矿体的内部特征规律。实例研究表明,应用三维空间数据插值方法得到的矿体品位插值结果具有科学合理性,对矿山生产有现实指导意义。     

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.     

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。     

贵州松桃道坨锰矿资源储量计算方法研究

贵州松桃道坨锰矿床是新发现的超大型全隐伏矿床,资源储量位居全国首位。为降低资源储量计算难度、提高精度,引入三维地质模拟技术,结合现代地质统计学法,构建数字化三维模型,建立真三维环境下深部矿产资源储量计算方法流程。该方法直观形象地表达矿体空间分布特征,以"可视"的方式科学合理地划分矿体块段及储量类别;并对比分析传统几何法,实现道坨锰矿资源储量分类计算。研究结果表明:该方法计算结果科学合理、高效准确,可用于对比验证传统几何方法;该方法具有推广性和适用性,可推广应用到深部矿产资源储量计算,尤其适用于贵州矿产资源深部找矿现状。     

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...     

三维空间传统方法资源储量可视化动态估算及应用

针对传统方法资源储量动态估算存在的可视化及分析程度低、估算精度有待提高等问题,以矿山日常勘探与开发工作流程为主线,运用三维可视化技术对传统资源储量估算实现方式、方法进行改造,借助真实的三维地质几何模型取代抽象的规则几何体,研究并实现了一种新的适合中国资源勘查及储量分类特点的资源储量三维可视化动态估算及分析方法,可使传统资源储量估算方法科学、可视地贯穿于矿山勘探与开采整个工作流程。经实际矿山应用对比表明：矿体动用储量估算结果较大程度上受矿体块段及采空区空间位置、形态及厚度分布影响,基于勘探工程实际空间位置构建三维矿体块段及采空区模型进行资源储量动态估算与核减可有效提高传统方法资源储量动态估算的科学性与估算精度。     

一种基于三维模型的矿体体积计算方法

目的提出一种矿体体积计算方法(积分法),解决采用平行剖面法对同一个矿体体积进行整体计算与分开计算存在差异的问题.方法采用周长投影法对相邻矿体的剖面轮廓线进行三角剖分,建立矿体三维模型.采用一组平行截面剖分矿体,当截面间距逼近零时,矿体薄片的体积之和近似等于矿体的真实体积.结果传统方法和积分法计算矿段体积时结果相差较大,原因是传统的平行剖面法计算矿段体积的原理是采用规则的几何形体的体积近似计算不规则形体体积,而积分法体积基于矿段三维模型的基础上进行,计算体积误差较小,通过积分法计算矿体体积,避免了体积整体计算和分开计算不一致的问题.矿段体积的收敛速度与平行截面间距有关,矿段体积随平行截面间距的减小而收敛.结论笔者提出的方法简单实用,适用性强,易于程序编制.     

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。     

一种提高布料表面相交处理真实性的算法

为了提高布料仿真中布料表面相交处理结果的真实性,提出了一种接近真实的最小化相交轮廓线全局处理优化算法.首先进行前期的布料模型构建、初始条件的设置以及碰撞检测;然后利用最小化相交轮廓线全局方法重点对布料表面相交情况进行了处理,并对处理结果进行了评价和优化;最后进行后期的碰撞响应以及绘制与显示.经过实验验证,该方法在仿真的真实性和实时性方面均高于前人的研究,且在布料动画领域可以提高制作的逼真性.     

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.     

云南省金平白马寨镍矿体深部预测

应用地质统计学的理论和方法,借助矿床数学模型软件,利用三维数值模拟技术建立了云南省金平白马寨镍矿Ⅲ号矿体的深部矿体模型.模型清楚地体现了矿体的形态、产状和成矿元素分布特征,模拟结果与实际矿床基本特征吻合较好,并在此基础上进行了矿体的深、边部成矿预测.该研究表明基于数字矿床模型的研究方法在深部勘探过程中具有很好的实用性.     

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...     

基于钻孔编录信息可视化解译的矿床三维建模

运用大型三维矿业软件SURPAC创建某矿深部矿段的地质数据库,可视化解译地质钻孔编录包含的断层、地层和矿体信息,构建断层、地层和矿体的三维模型;在建立该矿段品位块体模型的基础上,采用普通克立格法对矿体有用元素品位进行估值,并对矿段有用元素的平均品位和地质储量进行统计计算.以所建立的地质数据库和断层、地层、矿体和井巷工程三维实体模型为基础,实现包含矿体、断层、地层、巷道、钻孔、坐标、比例尺、标题栏等多种图元信息的地质剖面自动成图.实际应用结果表明:基于钻孔编录信息可视化解译所建立的矿床三维模型可靠,地质剖面出图能满足工程应用要求,具有重要的应用价值.     

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...     

进厂交通洞、尾水平台交通洞相交岔口段混凝土衬砌施工技术研究

进厂交通洞、尾水平台交通洞相交岔口段跨度较大,体型和应力复杂,本文结合金安桥水电站进厂交通洞、尾水平台交通洞相交岔口段衬砌的成功经验进行技术研究。