礦體三維實(shí)體模型算法研究.pdf

1、礦體三維實(shí)體模型可以加深人們對復(fù)雜礦體構(gòu)造的認(rèn)識，為礦山企業(yè)的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)提供直接的指導(dǎo)。然而，在建立礦體三維實(shí)體模型方面，目前尚無成熟完備的算法，仍有許多問題需要解決。
　　針對我國礦山普遍使用平面和剖面圖上圈定的礦巖界線作為生產(chǎn)和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料的現(xiàn)實(shí)，作者提出了利用礦體二維剖面輪廓線構(gòu)建礦體三維實(shí)體模型的一種新算法，即基于約束條件的同步優(yōu)先最短對角線法。
　　眾所周知，利用二維剖面輪廓線構(gòu)建三維實(shí)體的技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域應(yīng)用已

2、經(jīng)非常普遍，但是在礦體三維實(shí)體構(gòu)建過程中，當(dāng)相鄰礦體剖面輪廓線形體差異較大、輪廓線上點(diǎn)數(shù)相差較多，以及輪廓線形狀非常復(fù)雜時，極易出現(xiàn)異常錐體連接，或者孤立輪廓點(diǎn)等問題。一些學(xué)者曾對此進(jìn)行過專門研究，也提出過一些解決方案，但實(shí)際效果不很理想。
　　作者通過深入研究，克服重重困難，最終提出了基于約束條件的同步優(yōu)先最短對角線算法，在一定程度上解決了上述問題。
　　其核心思想是，對相鄰輪廓線的步進(jìn)速度進(jìn)行動態(tài)約束，盡可能保證三角面片

3、連接操作沿著輪廓線走向方向同步進(jìn)行。針對相鄰輪廓線間整體相似，但局部差異很大的情況，算法也做了相應(yīng)的處理，使同步約束更加趨于合理，不會因單純追求同步而造成跨度異常增大和錯位連接。
　　該算法在本溪南芬露天鐵礦3號礦體三維實(shí)體模型構(gòu)建過程中得到了驗(yàn)證，所構(gòu)建的礦體三維實(shí)體具有表面平滑和過渡自然的特點(diǎn)。
　　使用該算法構(gòu)建礦體三維實(shí)體模型，需要事先對輪廓分支、輪廓對應(yīng)關(guān)系等進(jìn)行預(yù)處理，文中對此有比較詳盡的討論。此外，還討論了礦體

4、尖滅等問題的處理方法。
　　最后，作者利用C++ Builder開發(fā)工具開發(fā)了礦體三維實(shí)體建模系統(tǒng)。該系統(tǒng)既可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以通過內(nèi)置的編程接口供第三方軟件系統(tǒng)直接調(diào)用，為二維礦山輔助設(shè)計(jì)軟件增加三維實(shí)體建模功能提供了一種方便、快捷的手段。
　　在整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，從需求分析、總體設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)，全部采用UML語言（Unified Modeling Language，即統(tǒng)一建模語言）進(jìn)行建模，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得更加直觀，易于