大学毕业设计说明书（毕业论文）
第一章 绪论
1.1研究背景
20世纪90年代以来, 随着计算机硬件性能的提高及计算机图形学技术、三维GIS技术和数据库的迅猛发展和日渐成熟，在地质学领域，以平面图和剖面图为主的传统的地质信息的模拟与表达难以满足现代矿山信息化发展趋势的迫切需要，三维地质建模及可视化的研究已受到广泛重视。所谓三维地质建模(3D Geosciences Modeling)，就是指采用适当的数据结构，在三维环境下，综合运用现代空间信息理论和计算机技术，将空间信息管理、地质解译、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来，来研究地质体几何结构及其内部物理、化学属性等地质信息，并用于地质分析与资源储量估算的技术。它是由地质勘探、数学地质、地球物理、矿山测量、矿井地质、GIS、图形图像和科学计算可视化等学科与技术交叉而形成的一门新兴技术。这一概念最早是由加拿大的SimonW Houlding于1993年提出相对于传统的二维地质数据表示方法，三维模型能够完整准确地表达各种地质现象，快速直观地再现地质单元的空间展布及其相互关系，挖掘隐含的地质信息，方便工程决策、地质分析和自动制图而钻孔又是获取三维地质信息的最直观、准确和详细的手段[1]。
1.2 SurpacVision软件简介
SurpacVision软件是由澳大利亚Surpac国际软件公司开发的矿山工程软件。该软件有着出色的3D图形功能、良好的图形用户界面、功能强大的图形绘制显示模块以及基于网络的客户服务器结构，适合于在地质、测量、采矿等相关行业推广应用。在建立矿床模型方面，SurpacVision软件基于地质数据库提供了功能强大的建模工具及模块，具备多种建模方式，实现了动态操作，模型具有良好的闭合空间结构，是矿山企业进行矿床建模较好的开发工具，目前全世界有90多个国家在使用。SurpacVision软件包含数十个可选的功能模块，涵盖一般资源项目的各个环节，主要有：软件体系结构模块、JAVA程序模块、钻孔数据库管理模块、图形用户界面模块、宏功能模块、绘图及可视化仿真模块、测量模块、地质统计学模块、矿产等级控制模块、结构设计模块等。软件的核心是一个完全集成的数据可视化和可编辑的、真正意义上的三维图形模块，采用三维图形
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可视化仿真、灯光投影、数据插值拟合、单元剖分和消隐等技术, 便于用户以最佳效果来观察图形。软件的编写语言是C /C++，用户界面使用和Java和TCL ( Tool Command Language) 语言。软件采用C /S结构，所有的数据和功能在处理过程中都存储在服务器中，图形引擎和用户界面则由客户端实现, 也可把图形引擎移动到服务器上，这样，所有的图形和数据可以适应Internet/ Intranet网络传输和管理。Surpac支持多种文件格式，可以输入GIS或其他图形软件(如AutoCAD) 的图形，并可以进行二次开发[1]。
1.3矿业软件的发展
随着计算机技术的迅猛发展，其在矿业中的应用日趋广泛，几乎涉及整个采矿工程领域，其中各种矿业软件的研发是计算机在矿业中应用的重要方面。
近20年来，以矿床模型为基础的矿业仿真软件发展迅速，西方一些大的采矿软件公司相继推出了用于地质资料的处理、矿床建模、开采辅助设计以及管理信息系统等方面的矿用商品化软件。
英国Datamine公司开发的Datamine采矿软件，包括地质信息处理、矿床模型构造、采矿设计、矿山调度与计划等模块。其最大特点是屏幕上作图功能，可将露天或地下矿山设计所需的各种图形，以三维和彩色的形式在计算机屏幕上显示出来。
澳大利亚Maptek公司开发的Vulcan软件，将地质、矿床模型、采矿设计及进度计划编制融为一体，可利用地质统计学方法处理原始数据并预测品位变化，可进行露天或地下采矿设计和生产进度安排，可用于项目的可行性研究可用于矿山生产的日常管理，还可以进行采场的最优化设计[2]。
澳大利亚surpac公司开发的surpac软件，具有地表测量数据处理、地质勘探数据分析和采矿设计生产计划和开采进度计划编制以及尾矿和复垦设计等功能，目前在全球90多个国家和地区拥有5000多个用户[3]。
美国Intergraph公司开发的Intergraph交互式图形处理系统，用来管理复杂的动态矿床模型。该系统能够由钻孔数据直接生成三维实体矿化模型，并有模拟断层和快速进行与地质结构相关的采矿工程布置的设计与评价功能，在瑞典、加拿大、以及南非的一些矿山公司获得很好的经济效益[4]。
加拿大Lynx公司开发的MINCAD系统，能用于露天和地下开采，用户可以通过人机交互设计不同的边界品位和边坡角下的露天矿开采境界，并做出生产进度计划；通过构造实体矿化模型，在二维或三维矿体视图上可以设计地下巷道和采场，并可考察各种
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开采方案的效果[5]。
美国罗克韦尔（Rockwell）公司开发的Whittle Four-D是典型的露天矿优化设计软件。主要的输入数据是采剥废石的成本、含矿矿块的价值及边坡要素；主要计算结果包括三维境界和不同开采阶段的境界形态，该软件适用于多矿种、混合矿、多种选矿法、不同回收率和截止品位以及变化边坡角和回填方案的复杂露天矿的优化设计。
此外，还有澳大利亚Micromine、Gemcom、Mincom、Minemap等公司开发的矿业软件系统，具备地质统计、矿体造型和采矿设计等功能，在很多国家中得到广泛的应用。
1.4研究的目的及意义
1.4.1 研究目的
随着这几年中国矿业的快速发展，加快和促进数字化和信息化建设己经成为很多矿山企业的发展目标。在国外，很多矿业公司都是通过建立矿山的三维矿床模型、三维采矿工程模型来从事储量计算、资源评价、矿山规划、采矿设计和采矿方案优化。多少年来，地质、矿业界人士一直希望能够更直观更准确地圈定矿体边界、了解地下地质体(包括地层、断层、褶皱构造等)的三维形态、准确地解译和圈定地下地质体，以便指导矿业开发和深部找矿预测，这就是传统矿业向现代矿业的变革。本文旨在用Surpac矿业软件建立28个钻孔金矿矿体模型，并进行储量计算等基本分析[6]。 1.4.2 研究的意义
本文意在使用一种已在国内外矿山有成熟应用的三维可视化矿业软件系统，结合28个钻孔金矿的实际需求，通过深入分析研究软件的原理和功能，熟练掌握其建立三维矿山模型的方法，在此基础上建立金矿矿体三维模型。它可以非常快捷、方便地给地质学领域的工作人员提供大量可靠的地质信息，将地质工作者从繁重的地质信息获取和地质解释手工劳动中解放出来。
三维数字化计算机软件的应用有助于实现矿山行业的数字化、信息化管理,为矿山生产做出更加科学的决策提供了一种便捷工具。另外，本论文对提高我国矿山技术管理水平、提高矿山经济效益以及开发我国自主的矿业软件，也具有一定的意义[7]。
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1.5研究的内容及思路
1.5.1 研究的内容
1、收集整理金矿数据资料，编辑成Surpac可应用的数据格式。 2、录入钻孔数据，建立金矿地质数据库。
3、分析实体模型的数据结构，根据建模的基本方法和数据特征，探讨建立合理、准确的实体模型。
4、在金矿实体模型的基础上，研究和建立矿体的块模型，分析块模型的数据结构，继而通过模型的属性编辑和赋值功能建立品位模型。
5、将矿体的体积、储量、及相关品位信息输出报告。 1.5.2 研究的思路
根据研究的内容，对其生成矿体模型及品位组合的研究思路如图1.1所示。
钻孔、岩性、化验、样品数据 编辑为surpac数据库可接受的数据文件 导入到surpac数据库中，生成 输出图件、分析、提取数据 在三维空间解译地质剖面 组合样品、分析样品点的分布规律 图1.1 研究思路图
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第二章 Surpac软件的功能
Supac Vision 是一个大型软件平台，软件系统采用模块化集成。系统可控制项目运行周期的每一个阶段且保持各级数据库结构及数据的连续性、安全性。从项目初期的经济技术评估、前期勘探中数据的采集与分析、地面与地下结构的设计、施工管理与施工安全监测、工程运行计划与日常报表直至项目完成后的环境保护等。Surpac Vision 以其独创的数据库技术、功能强大的三维可视化图形工具、最新的网络技术以及基于JAVA 的图形用户界面等特点服务于资源开发项目的每一个环节。Surpac Vision 包含数十个可选的功能模块，涵盖一般资源项目的各个环节。主要有：软件体系结构模块、JAVA 程序模块、钻孔数据库管理模块、图形用户界面模块、宏功能模块、绘图及可视化仿真模块、测量模块、地质统计学模块、矿产等级控制模块、结构设计模块等[8]。
2.1 Surpac软件的特点
1、独特的客户服务器体系结构
Surpac Vision 的客户服务器体系结构，将软件系统的核心模块如数据处理、中央数据库等驻留在服务器上，而图形用户界面、绘图及三维图形显示系统则驻留在客户端。这一技术更好地利用了网络( 指项目局域网) 资源，将复杂的数据处理和数据库管理任务置于性能更好、计算速度更快的服务器，计算结果的图形显示则由客户终端完成。
2、采用最新的Internet技术和Internet浏览技术
基于JAVA 语言的软件平台，局域网内每一个用户可以相互访问、交流，也可以进行“ 多对一”的访问，这就使得远程技术咨询或技术援助成为可能。技术人员、管理人员的这种适时快捷的交流，会极大地提高工作效率。
Surpac Vision利用了网络最新技术同时结合本身体系结构特点，其意义在于：它为多用户铺就了一条从不同地点通过Internet 或Internet 访问单个用户的通道，这将有效地促进技术交流合作，特别是当终端用户需要外地技术专家的协助时，尤其如此。
3、数据共享与数据安全
许多矿山选择使用Surpac系统, 一个主要原因是该系统可以由系统分析人员参照技术规范定制标准化样式的数据库, 从而提高采矿场内的工作效率, 比如数据共享更加流畅, 中央数据库的集成,全套建模和设计工具的使用更加方便, 因为在项目周期的每
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