基于Three.js的矿区三维可视化应用平台开发与研究.pdf

摘要

随着计算机技术、网络技术、信息技术等的飞速发展，建设数字化、绿色矿山，是目

前所有矿山开采的未来趋势及目标。其中三维可视化技术是实现数字化、信息化矿山的

重要手段和窗户。借助三维可视化技术，使矿产企业拥有更高的运营效率、更丰富的信息

量、更多样的表现手法和数据准确性，进一步提高企业管理、生产和环境保护的有效性、

时效性及资源利用水平。可视化技术运用到矿山环境治理规划中，使矿山环境治理规划

具有更多的表现形式、更直观的感受。本文主要对三维可视化技术进行研究，以基于

WebGL的Three.js为模型渲染引擎，Javascript语言为编程基础，浏览器为运行平台开发

一款矿区三维可视化平台。实现矿山三维模型的展示和交互，并通过矿山复垦模拟动画

为矿山复垦规划和环境治理提供一定参考。主要研究成果如下：

（1）矿区三维可视化平台构建理论框架。总结了国内外三维可视化技术的研究现状，

研究了可视化技术的理论基础。结合数字化矿山、绿色矿山的发展，分析了可视化技术在

矿山发展上的重要作用，并设计了平台开发的总体工作流程，整合所需的理论技术。

（2）矿区三维模型及复垦三维动画制作。使用无人机航测建模技术完成矿山地表三

维模型制作，利用3dsMax软件对矿区三维模型进行优化处理，实现快速、高效的建模流

程。在虚拟现实创作平台Lumion中完成矿山复垦场景模型构建，并通过软件强大的影片

渲染功能制作出矿山复垦三维动画。

（3）矿区三维可视化平台开发。以Javascript为开发语言，结合HTML5技术和

DIV+CSS技术设计开发出Web端矿区三维可视化平台，以WebGL的Three.js库为渲染

引擎实现导入OBJ格式的三维模型，完成矿区地表的三维可视化。可视化平台主要功能

包含三维模型的缩放、旋转、平移等交互操作；矿山复垦三维动画模拟演示；矿区资料信

息网页化；矿区遥感影像在线预览、下载；矿区数据图表化、动态化显示；矿区路线规划

等。

（4）跨平台性测试。通过Node.js在计算机上建立本地端服务器，分别在Windos系

统和MACOS系统上测试了谷歌Chrome浏览器、微软Edge浏览器及苹果Safari浏览器

运行矿区三维可视化平台的情况。测试结果表明矿区三维可视化平台具有良好的跨平台

性，且用谷歌Chrome浏览器运行效果较好。

基于Three.js技术开发制作的矿区三维可视化平台，为用户提供了一个直观的、真实

的矿山实景地表模型展示和矿山复垦动画模拟演示，对其他类似矿山、矿区的数字化建

设提供了三维可视化借鉴。

关键词：三维可视化；Three.js；Javascript；三维建模；动画模拟；Web端

论文类型：应用研究

ABSTRACT

Withtherapiddevelopmentofcomputertechnology,networktechnologyandinformation

technology,theconstructionofdigitalandgreenmineisthefuturetrendandgoalofallmine

miningatpresent.Amongthem,3Dvisualizationtechnologyisanimportantmeansandwindow

torealizedigitizationandinformationmining.Withthehelpof3Dvisualizationtechnology,

miningenterprisescanhavehigheroperationefficiency,moreabundantinformation,more

diverseexpressiontechniquesanddataaccuracy,andfurtherimprovetheeffectiveness,timeliness

andresourceutilizationlevelofenterprisemanagement,productionandenvironme