三维建模技术知识及其在数字矿山应用中几个问题的思考.ppt

三维建模技术及其在数字矿山应用中几个问题的思考;概要;一、单位与个人背景 ;;概要;2、三维建模与数字矿山的关系;但这些应用系统在很大程度上依赖于矿区的三维模型。 数字矿山的三维建模涉及到从地上到地面到地下。 既地上的各类建筑物、高压线，到地面的地形、覆盖类型，到地下的地质模型（包括地层、矿层，以及断层、褶皱等构造形态）;3.数字矿山的提出背景与作用;第一个原因，在1998年美国戈尔副总统提出“数字地球”的概念后，中国学者迅速跟进，“数字中国”、“数字城市”、“数字区域”、“数字流域”，等各种数字工程大量出现。 ; 在此大背景下，以吴立新、卢新民、王李管、毛善军等一批从事矿山信息化研究的学者不失时机地提出了“数字矿山”的概念，并对“数字矿山”的外延、内涵、所涉及的关键技术进行了很多开创性的研究、实践与宣传，使得“数字矿山”的概念逐渐被业界所接受。;第二个重要的背景就是在2000年以后，三维建模技术经过几十年的发展，终于达到一定的成熟度，数字矿山所需的各种三维建模技术已基本可用，没有这一前提条件，数字矿山就没有建设的基础。;数字矿山理念的提出，一方面促使社会各界，尤其是国家层面与矿山企业，对信息化建设与投入的重视。 并且自从数字矿山的口号提出后，矿山企业的信息化建设的步伐确实是得到了加快。 很多与矿山(安全)开采相关的关键技术在国家层面的科技项目中得到了体现。 但国家在数字矿山所涉及的关键技术方面的投入与矿山企业给国家国民经济贡献所占的比例仍然偏低。;概要;4.三维建模技术近年与未来几年的主要进步;;（5）井下通讯与实时定位技术正在迅速发展，将在最近几年趋于成熟。各种链式中转站技术采用，将使得井下的无线通讯与无线定位技术成为可用。 （6）物联网技术：镶嵌在三维矿山模型中的各种传感器与物联网技术的进步将使得瓦斯、地压、涌水等引灾因素的监测得以全方位、全时段的实时进行。以前井下的瓦斯监测主要靠瓦斯检查员巡回检查，那么多巷道、工作面，哪一个没有走到就可能出现事故。有了遍布于井下的各种监测传感器的7X24小时实时监测，将??能使矿山的安全条件得到很大的改善。;7）从头到尾的三维建模：数字矿山将从地质勘探部门提供的数字化地质报告向数字化矿井设计方案、数字化矿井建设、生产管理的一条龙方向发展。这个三维地质模型将贯穿于矿区地质勘探、设计、建井、生产、报废管理的始终，只不过是模型越来越精细、内容越来越充实。 8）平剖面联动编辑：三维地质建模的平剖面三维联动编辑将趋于成熟。? ;概要;5.三维地质建模仍然是数字矿山建设中最困难与最有价值的部分;一个逼真的三维设备模型与一个用简单的方框表达的设备在机电工程师眼中并没有什么本质的区别，只是使领导和外行看起来更“炫”而已。 巷道与硐室的三维建模也大多是贴膜的“假景象”，就算是换成真实的影像，由于巷道与硐室的周壁都已经被砖石垒砌或锚喷遮蔽得严严实实，对于这层包皮后面的地层、矿层的真实情况什么也看不见。;但是我们知道，井巷施工中，地质工程师是会随时跟进进行施工现场的地质编入的。 对于煤巷，他们会记录煤层顶板在左帮、右帮的中线（腰线）之上或之下多少，或顶、底的什么位置，而这些矿层与巷道的交切关系的三维建模对于矿层的精准三维建模具有很好的控制作用。 因此笔者建议对于巷道、硐室的三维建模除了有一套表现砌拱、锚喷后的三维影像的三维模型，还应该有一套原始地质编入所记录的能表达地层、矿层与巷道切割关系的三维建模。;概要;6.三维地质建模的几种典型方法;（1）根据钻孔数据进行三维建模;（2）根据剖面数据进行三维建模;（3）根据各矿层底板等高线数据进行三维建模;;（4）剖面图与矿层底板等高线图联合建模（平、剖面联动编辑）;平、剖面联动编辑将是三维地质建模软件的“杀手级应用”。 它将成为地质工程师愿意使用三维建模软件的决定性理由。;因为现在国家没有规定地质勘探成果必须提交三维模型，很多业主也还没有这方面的要求（尽管矿井设计部门非常希望勘探队所提交的地质报告中包括三维模型，省去他们重新数字化地质报告说带来的工作量），所以勘探队认为三维建模只是增加他们的成本。 但平剖面联动编辑确实是地质工程师在提交地质报告时所需要的功能。;平剖面三维联动编辑的实现途径;;; 计算机几何造型与计算机图形学的角度，曲面的表达不外以下四种方式： TIN：不规则三角网 DEM:(数字高程矩阵) Contour：等高线 各种函数表达：;;;;;;总结;欢迎批评指正！