三維巷道自動化建模方法的研究與實現(xiàn).pdf

1、中國是煤炭消費大國，采礦業(yè)是能源采掘的重要行業(yè)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)和管理模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的要求，解決這些問題的關(guān)鍵技術(shù)在于礦山信息管理的現(xiàn)代化。因此，人們提出了“數(shù)字礦山”的概念。數(shù)字礦山就是對真實礦山的數(shù)字化表達，實現(xiàn)礦山生產(chǎn)與安全管理的數(shù)字化和三維可視化，是地理信息系統(tǒng)在礦山領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　其中，巷道與地層是數(shù)字礦山所要面對的兩類主要空間對象。巷道是生產(chǎn)過程中采礦提升、輸送工人的通道，以及井下作業(yè)、通風和排水等的主要場所。

2、對整個礦山而言，巷道是其核心部分。因此，三維巷道模型是建立礦山地理信息系統(tǒng)的重要組成部分，也是構(gòu)建數(shù)字礦山的基礎(chǔ)。
　　本文首先闡述了常用的三維數(shù)據(jù)模型和三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分析了巷道數(shù)據(jù)來源及數(shù)據(jù)特點，采用面向?qū)ο蟮姆椒?，設(shè)計了適合礦山三維巷道網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建的三維數(shù)據(jù)模型及相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。針對現(xiàn)有方法不能很好解決三維巷道模型圓滑處理以及模型無縫拼接等的問題，在分析巷道基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出分類建模的思想，根據(jù)巷道結(jié)構(gòu)特征將巷道模型分

3、為簡單巷道體和復(fù)雜巷道體。針對不同巷道體模型提出不同構(gòu)建算法，在巷道體模型構(gòu)建完成的基礎(chǔ)上，進而自動將各獨立巷道體組合成巷道三維模型。針對復(fù)雜巷道體模型，提出加載過渡斷面的方法，很好解決了巷道拐彎處、交岔點處、不同斷面拼接模型的圓滑處理。針對模型的無縫拼接，提出了自動生成插入點的方法。該方法是根據(jù)結(jié)點屬性優(yōu)先在相應(yīng)位置生成相應(yīng)數(shù)量的插入點;再根據(jù)結(jié)點交點屬性生成相應(yīng)巷道體模型;最后在插入點處加載不同巷道體模型，完成模型無縫拼接。此外，探