基于Skyline的巷道三维建模与可视化

摘要

煤矿产业目前仍然是中国能源与经济的支柱产业之一。但随着煤炭行业的“黄金十年”转入低潮甚至面临终结，越来越多的问题暴露出来，如规范化管理实施力度不够、产能相对较低、数字信息化进程缓慢、安全问题等，煤炭行业的发展面临着巨大的挑战。利用地理信息技术、计算机网络技术实现“数字矿山”、“智慧矿山”，来实现矿山信息的高速共享，大大提高煤炭企业管理效率，进而促进产能、提高生产安全度，是当前煤炭行业的迎接挑战的重要手段。矿山信息中巷道的信息极其重要，巷道的三维建模与可视化就成为了实现“数字矿山”、“智慧矿山”的重要步骤之一，实际也是矿山数字化的主要内容。
　　本文在简单研究了传统巷道三维建模方法，确定了以巷道中心线数据与断面数据为基础建模数据，并设计了建模数据的数据结构;确定以x文件来存放模型数据。论文以断面建模法为基础建模方式，着重分析了复杂巷道在相交处的特点，提出了一种基于断面的渐近旋转算法，将巷道相交部分重构并细化，在旋转过程中完成建模同时实现断面高程的渐变。这样可以更精确地表达巷道相交处的情况，同时也完成了平滑处理，优化了视觉效果。在完成建模之后，利用Skyline提供的组件进行开发，实现巷道三维模型的可视化，完成了实验系统。本文的主要研究内容如下:
　　1、确定巷道建模的基础数据，选择合理的数据格式以及其数据结构等，以便于使用程序快速、自动地构建模型，同时在巷道结构发生变化时，基础数据便于更新，实现巷道模型的快速更新。
　　2、在巷道三维建模的方法上，以断面建模法为基础进行建模，在巷道相交处的建模中提出渐进旋转断面法，来解决复杂巷道相交处建模时出现的重叠或空缺和平滑问题。
　　3、基于论文中提出的巷道三维模型构建方法，利用C＃语言进行编程，并结合Skyline平台、ArcEngine平台实现三维模型可视化的实验系统。系统实现了数据管理、巷道生成、三维可视化、点位坐标查询等功能。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源与研究意义

1．2 研究现状

1．3 本文主要研究内容

2 巷道数据与模型结构

2．1 巷道中心线数据结构

2．2 巷道三维模型数据结构

2．3 本章小结

3 巷道三维模型的构建方法

3．1 巷道断面生成

3．2 单通巷道建模

3．3 双通巷道节点建模

3．4 复杂巷道节点建模

3．5 三维模型纹理贴图

3．6 LOD技术简介

3．7 本章小结

4 系统开发与实现

4．1 开发平台介绍

4．2 系统功能设计

4．3 系统展示

4．4 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间从事科学研究与发表论文情况