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模块四:
[1]僧德文,李仲学. 地矿工程三维可视化仿真系统设计及实现. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版), 2008, 02.
选择原因:对系统开发过程中的关键技术、难点及对策进行了分析和探讨,并通过一个实例对系统运行进行验证。所有这些工作,使数字化、可视化技术向地矿工程实际应用中迈进了重要的一步。对研究课题有较大的帮助。
[2]雷建明. 地矿三维可视化研究. 硕士论文, 2008, 3
选择原因:阐述了地矿三维可视化的对象:自然地质对象和人工工程对象;分析了从二维图上获取三维坐标点的计算公式;采用边界虚拟钻孔来提高数据密度,提高模型边界的精确度,研究了四种典型空间分布特征下边界虚拟钻孔的确定方法,这对于构建精细复杂地质体的三维数据模型具有一定的理论和现实意义。他人对此文献的评价良好。
[3]吴冲龙,张夏林,田宜平,刘刚. 三维地质建模与地矿勘查图件编制一体化方法研究. 地质与勘探, 2010,05
选择原因:通过矿山实际应用表明,该方法可有效解决矿山在不断勘探与开采过程中所面临的三维地质模型更新与地矿勘查图件动态编制问题,初步实现了矿山三维地质建模与地矿勘查图件编制的一体化与可视化;有效避免了地矿图件编制中的三维空间地质内容不一致问题,矿山图件编制及三维地质建模效率与精度明显提高,应用效果显著,这个算法正好符合研究课题。
模块五:
矿井三维可视化信息系统的体系结构可设计成数据层、空间数据引擎层、GIS 层、应用层
组成,数据层即空间数据和属性数据,采用基于关系- 面向对象进行数据存储;矿井系统的数据主要包括地质体数据、工程数据、矿井设备设施数据[3]等,空间数据引擎层主要封装了
SQLSERVER或Oracle 针对空间数据的存取和空间分析算子的API 函数。GIS 层2D 由MapX 来完成,3D 由DirectX9.0C 实现三维建模和拓扑构建等。应用层对建立的模型进行可视化显示、模型交互
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修改和空间分析应用以及基于三维模型的模拟仿真应用等。综合考虑系统建设总体目标及未来使用该系统的实际情况,并考虑到系统数据采集成本高、来源广、类型多、数据量大且需要进行复杂的二维,三维图形处理和操作的特点,系统拟采用1 种C/S 结构与B/S 结构混合的多层体系结构。
在系统设计过程中,利用MAPGIS 的部分功能,建立各类型的数据文件(点、线、面等),
创建矿井地质构造模型和矿井通风模型,应用到矿井工作面、巷道等综合信息中去;解决多层地层、断层的三维数据体表示、巷道的数学模型建立及其自动或交互地生成和编辑问题,进行动态监测和分析比较,研究其变化规律;利用GIS 的编辑功能,将钻孔、定位点等作为点图元的形式,将巷道、断层等作为线图元的形式,将煤区等作为面图元的形式,进行编辑、修改、管理;利用GIS的DTM分析可以将点、线、面的数据进行抽取、分析、处理,并形成等值线图、网格立体图等;利用切面分析系统可以对煤层进行任意切剖面,可以获得不同区域煤层的起伏状况和厚度变化情况,并能对开采过程进行模拟演示,利于技术人员对开采情况进行预测、预报和评估等。经过处理后形成网格立体图,利用切面分析系统对采煤和推进过程进行模拟演示。采用雾化技术实现巷道中瓦斯浓度分布及变化的模拟,结合VR 技术进行事故模拟仿真等,从而提高三维可视化的精度。
无论是基于矢量结构还是基于栅格结构,对不规则地学对象的精确表达都会遇到大数据量
的存储与处理问题。可以通过区间显示,如指定品位区间显示或指定坐标区间显示,使用户将注意力集中在感兴趣的区域,从而能够有效地减少参与计算和绘制的数据规模,进而提高图形的绘制速度和系统的运行效率。此外,可以自定义体元的大小,对研究范围较广的区域,可以通过降低数据的分辨率来减小存储,对研究范围较小的区域,可以通过提高数据分辨率以提高模拟的精度,最终实现绘制精度与运算速度之间的平衡。
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