矿山三维建模关键技术及应用研究

摘要

三维建模是矿山研究与应用领域的一个重点内容，目前国内外在矿山三维建模方面的应用研究相对较少，技术还不够成熟。鉴于此，本文针对数字化采矿中的三维建模关键技术，提出了一系列方法，研究并开发了矿山三维建模核心引擎技术及应用模块，提高了矿山三维建模的自动化程度，为矿山应用开发者提供了复杂地质模型构造的技术理论与方法。通过理论研究和应用分析，表明该矿山三维建模应用技术，能够解决目前矿山复杂地质体及工程结构体的实际应用问题。
　　本文主要从矿山实体布尔运算、矿山地质体三维建模等矿山三维建模关键技术方面进行了系统的研究和分析。
　　(1)开发了实体间的交、并、差布尔运算系统，实现了矿山实体的布尔运算，解决了布尔运算算法的稳定性问题，通过对地质曲面模型进行交、并、差布尔运算，生成任意复杂的地质模型。
　　(2)建立了一种新的煤岩层三维模型数据结构，解决了层状地质体的建模及模型的任意剖面切割等技术难题，实现了断层切割煤岩层、任意剖面切割煤岩层等算法。
　　(3)利用三维布尔运算技术解决了复杂空间对象的三维缓冲区计算难题，实现了点、边、面、体及凸多面体的三维缓冲区建模。
　　(4)实现了扫掠建模、巷道交叉点建模、房屋建模及工作面建模等功能，开发了实体建模系统及巷道自动建模系统。
　　综上所述，本文的研究成果为矿山三维建模提供了可靠的技术路线和方法，具有重要的科学理论和应用价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容

1．4 论文的组织结构

2 矿山实体布尔运算及其算法

2．1 布尔运算算法

2．2 逻辑判断方法

2．3 几何运算

2．4 布尔运算在地质体建模中的应用

2．5 本章小结

3 矿山地质体三维建模

3．1 煤岩层三维模型数据结构BTPD

3．2 地质体建模方法与流程

3．3 地质体建模算法

3．4 应用实例

3．5 本章小结

4 三维矢量缓冲区建模

4．1 三维缓冲区的矢量算法

4．2 特殊实体的三维缓冲区

4．3 本章小结

5 扫掠建模

5．1 路径扫掠

5．2 螺旋扫掠

5．3 本章小结

6 矿山复杂工程体建模

6．1 巷道及交叉点建模

6．2 房屋建模

6．3 工作面建模

6．4 本章小结

7 矿山三维建模系统应用实例

7．1 系统功能

7．2 应用实例

7．3 本章小结

8 论文总结

8．1 论文研究总结

8．2 论文工作展望

致谢

攻读博士学位期闫发表的论文情况

参考文献