礦山空間數(shù)據(jù)處理分析及三維實(shí)體建模應(yīng)用研究.pdf

1、在“數(shù)字礦山”的大趨勢背景下,大多數(shù)礦山企業(yè)數(shù)字化、信息化和三維可視化的建設(shè)需求非常迫切,因此礦山三維實(shí)體建模研究則成為數(shù)字礦山的重要研究內(nèi)容之一。文章主要從數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)三維顯示三個(gè)大的方面對礦山實(shí)體建模進(jìn)行了研究,并將此方法應(yīng)用到某礦山的三維可視化中,其研究成果對“數(shù)字礦山”的理論方法研究、研究資源勘查、礦山?jīng)Q策管理、礦山安全生產(chǎn)與礦山救援等具有重要意義。通過研究獲取的主要成果如下:
　　1、研究應(yīng)用小波理論對礦山

2、數(shù)據(jù)進(jìn)行粗差探測和剔除。由于礦山三維建模的數(shù)據(jù)主要來源于鉆探數(shù)據(jù)和測井資料,并通過數(shù)據(jù)綜合作為建模的原始數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)獲取過程中,由于外界因素和人為因素的影響,采集到的數(shù)據(jù)會存在粗差和誤差。首先利用小波的多分辨率特性,對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行小波分解,討論了不同小波函數(shù)和小波的分解層數(shù)對粗差探測的影響,最終確定利用db2小波對原始數(shù)據(jù)信號進(jìn)行四層分解探測;然后采用小波的三種閾值處理方法對探測到的粗差進(jìn)行剔除,通過比較分析,默認(rèn)閾值粗差剔除效果較好。

3、結(jié)果表明,利用該方法進(jìn)行礦山空間數(shù)據(jù)的探測具有可靠性和可行性。
　　2、研究粒子群克里金神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的礦山數(shù)據(jù)插值方法。由于礦山地下數(shù)據(jù)的獲取成本高,因此數(shù)據(jù)量是有限的。可采用數(shù)據(jù)插值方法挖掘出更多的信息,在地學(xué)中克里金方法應(yīng)用較為廣泛,其中克里金方法中變異函數(shù)模型的參數(shù)是關(guān)鍵,本文選擇了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粒子群兩者結(jié)合的優(yōu)化方法對參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,避免了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)容易陷入局部極小的缺陷,利用了粒子群方法全局搜索的優(yōu)勢,提出了新的插值方法:粒子群克

4、里金神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)插值方法,并且通過與克里金方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)插值方法的結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果表明利用該方法進(jìn)行插值誤差最小、結(jié)果可靠、效果好。因此利用該方法實(shí)現(xiàn)了研究區(qū)各地層界面的數(shù)據(jù)插值。
　　3、研究了基于TIN和多層DEM的地層、煤層體和巷道的三維建模。首先對插值數(shù)據(jù)采用逐點(diǎn)插入方法構(gòu)建TIN,建立不同地層地層界面的三角面片、煤層體的頂?shù)装宓娜敲嫫约跋锏赖慕孛婧脱娴娜敲嫫?然后采用最短對角線方法把不同層面片進(jìn)行縫