礦井巷道三維建模及可視化技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著數(shù)字化進(jìn)程在煤礦領(lǐng)域的發(fā)展，建立一個(gè)可視化的三維的煤礦井下場(chǎng)景成為實(shí)現(xiàn)煤礦數(shù)字化管理、生產(chǎn)以及設(shè)計(jì)的前提。本文將 AutoCAD繪制的煤礦煤層采掘工程平面圖作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從中提取出巷道三維建模所需要的基本信息，然后對(duì)巷道三維建模算法和 WebGL可視化技術(shù)進(jìn)行了研究，開發(fā)出了礦井巷道三維建模及其可視化系統(tǒng)（ Three-dimensional Modeling of Roadway and its Visualization Sys

2、tem，簡稱TMRV系統(tǒng)），基本上實(shí)現(xiàn)了礦井巷道的三維顯示。本文的主要工作如下：
　　(1)首先闡述了目前國內(nèi)外有關(guān)巷道三維建模和可視化技術(shù)的研究現(xiàn)狀，指出了目前研究中的主要問題，并提出了相應(yīng)對(duì)策；然后對(duì)DXF格式的AutoCAD二維平面圖紙的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，提取出了導(dǎo)線點(diǎn)及高程等巷道基本數(shù)據(jù)信息，得到巷道的骨架圖（中心線），同時(shí)將提取出的巷道基本數(shù)據(jù)導(dǎo)入excel表格對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化處理。
　　(2)分析比較了目前各個(gè)巷道段

3、的實(shí)現(xiàn)算法，對(duì)于復(fù)雜的巷道，將其分成直巷道、彎曲巷道和交叉巷道的分別進(jìn)行三維建模，采用貝塞爾曲線對(duì)彎曲巷道拐角處進(jìn)行弱化處理，使巷道的過渡更加自然逼真。
　　(3)對(duì)JSON格式的三維模型進(jìn)行了分析，將上一步所生成各個(gè)巷道段的線框模型轉(zhuǎn)化為JSON格式的巷道段，在巷道骨架圖上加載JSON格式巷道段得到完整的三維模型；然后用WebGL技術(shù)的Three.JS引擎對(duì)三維巷道模型進(jìn)行可視化，最終實(shí)現(xiàn)了模型拼接、縮放以及材質(zhì)變換等編輯功能。