基于GIS的煤礦巷道三維可視化模型構(gòu)建研究.pdf

1、三維GIS的研究是當(dāng)前GIS理論和應(yīng)用發(fā)展的重要方向，但是因?yàn)楝F(xiàn)有的GIS工具方法在處理三維問題上的不足，使得GIS在礦山和地質(zhì)領(lǐng)域上的應(yīng)用受到了很大的限制，特別是針對地下三維物體的模擬和表達(dá)。而且由于礦山本身是一個真三維地理/地質(zhì)環(huán)境，要真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字礦山，那也應(yīng)該是真三維的，即必須以三維地質(zhì)體和三維巷道模擬為基礎(chǔ)。目前，由于我國對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在礦山中的應(yīng)用研究還不夠成熟，為滿足煤礦信息化建設(shè)的需要，加快虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在煤礦中應(yīng)用的理論研

2、究和軟件開發(fā)，對于實(shí)現(xiàn)煤礦的科學(xué)化、現(xiàn)代化管理，保障煤礦安全高效生產(chǎn)，提高煤炭行業(yè)的科技發(fā)展水平，都具有非常重要的意義。
　　 本文分析了國內(nèi)外常用的面向煤礦應(yīng)用的三維數(shù)據(jù)模型和相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀，探討了適合煤礦三維巷道模擬的三維數(shù)據(jù)模型和三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。介紹了三維巷道模型構(gòu)建所涉及的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原理和開發(fā)工具，設(shè)計(jì)3D模型框架，論述圖像渲染全過程，對其中涉及到的模型加載、幾何變換、圖面及位轉(zhuǎn)換、建立平面對象、頂點(diǎn)緩沖作

3、了深入的研究。其中著重介紹了用DirectX9.0進(jìn)行計(jì)算機(jī)圖像設(shè)計(jì)的技術(shù)，及其在三維巷道模型建立方面的應(yīng)用。介紹了在3D編程中所需的一些數(shù)學(xué)知識，如3D坐標(biāo)系統(tǒng)、三維空間中的向量、矩陣變換等。研究了Direct3D的基本原則和一些較高級的技術(shù)在三維巷道模型建立中的應(yīng)用，包括渲染三維巷道光照模型著色與材質(zhì)處理的實(shí)現(xiàn)及三維巷道模型紋理映射的實(shí)現(xiàn)，研究并實(shí)現(xiàn)了紋理貼圖技術(shù)在巷道內(nèi)部的應(yīng)用。討論并實(shí)現(xiàn)了三維巷道網(wǎng)格模型技術(shù).研究了采用攝像機(jī)技