本文關(guān)鍵詞：三維矢量數(shù)據(jù)礦山模型算法研究及在Blender中的應用

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【摘要】：未來世界是資源整合的世界,數(shù)字化礦山的發(fā)展離不開各種技術(shù)資源的整合。把虛擬現(xiàn)實技術(shù)資源和仿真技術(shù)資源整合到礦山應用中,是數(shù)字化礦山的重要議題。將這兩種技術(shù)運用于礦山建設(shè)及生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)是礦山模型的快速、智能、準確的三維可視化。本文論述的礦山模型主要指地下礦山人工構(gòu)筑物模型和礦山散體模型如井巷,硐室,圍巖碎塊及礦塊等。模型數(shù)據(jù)的組織方式?jīng)Q定了模型構(gòu)建的準確性。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)存儲冗余低,結(jié)構(gòu)簡單,精度高且能很好地表現(xiàn)出地理實體的空間分布特征,另外三維動畫開源軟件Blender模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是基于點線面體的三維矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此以Blender為可視化平臺構(gòu)建礦山模型時,利用三維矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織模型數(shù)據(jù)可以使模型構(gòu)建更加方便、模型準確度更高,同時可利用Blender的python應用接口實現(xiàn)Blender與外部資源進行數(shù)據(jù)交換,為Blender作為數(shù)字化礦山建設(shè)資源整合的平臺創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。本文試圖通過Python計算機語言實現(xiàn)礦山模型構(gòu)建算法,根據(jù)原始礦山數(shù)據(jù)計算出礦山模型的可視化三維矢量數(shù)據(jù),然后以Blender為可視化平臺完成對礦山模型的三維自動建模及礦山應用。研究結(jié)果表明,以Blender為平臺,根據(jù)模型幾何算法自動生成的三維矢量數(shù)據(jù)模型,不僅可以準確表達地下礦山人工構(gòu)筑物模型,還可以作為溜井仿真試驗中散體礦石模型以及采空區(qū)冒落模擬中組成圍巖的單元實體模型。
【關(guān)鍵詞】：虛擬仿真 三維矢量數(shù)據(jù) Python Blender 模型構(gòu)建算法
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD67
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 三維矢量數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析10-12
• 1.2.1 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)10-11
• 1.2.2 三維矢量數(shù)據(jù)礦山模型算法分析11-12
• 1.3 三維矢量數(shù)據(jù)礦山模型的研究現(xiàn)狀分析12
• 1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線圖12-14
• 第2章 可視化平臺及實現(xiàn)方法14-22
• 2.1 Blender簡介14-16
• 2.1.1 Blender特點15
• 2.1.2 剛體運動仿真環(huán)境15-16
• 2.2 算法實現(xiàn)方法16-22
• 2.2.1 編程語言的介紹16-18
• 2.2.2 Python編程語言18-19
• 2.2.3 Python宏包Sympy19-20
• 2.2.4 Python與Blender的交互20-22
• 第3章 三維矢量數(shù)據(jù)模型幾何元素的空間位置關(guān)系算法研究22-27
• 3.1 基本幾何元素的空間位置關(guān)系22
• 3.2 點與線、面、體的空間位置關(guān)系判定22-25
• 3.2.1 點與線、面位置關(guān)系判定算法研究與實現(xiàn)22-24
• 3.2.2 點與體位置關(guān)系判定算法研究與實現(xiàn)24-25
• 3.3 其它幾何元素對象之間的位置關(guān)系的判定25-26
• 3.3.1 線與面位置關(guān)系判定算法分析25
• 3.3.2 線與體的位置關(guān)系判定算法分析25-26
• 3.3.3 面與體的位置關(guān)系判定算法分析26
• 3.3.4 體與體的位置關(guān)系判定算法分析26
• 3.4 小結(jié)26-27
• 第4章 礦山人工構(gòu)筑物模型的算法研究與實現(xiàn)27-39
• 4.1 井巷模型自動建模的算法研究與實現(xiàn)27-34
• 4.1.1 數(shù)據(jù)錄入保存及自動生成流程27-29
• 4.1.2 井巷模型的生成算法研究與實現(xiàn)29-34
• 4.2 礦山其它人工構(gòu)筑物模型的生成算法分析34-35
• 4.3 體模型之間的包含關(guān)系處理算法研究與實現(xiàn)35-38
• 4.3.1 包含關(guān)系處理算法分析35-36
• 4.3.2 井巷的相交處理36-37
• 4.3.3 多進程計算37-38
• 4.4 應用實例38-39
• 第5章 三維矢量數(shù)據(jù)礦山模型的擴展應用39-47
• 5.1 溜井放礦三維模擬仿真39-42
• 5.1.1 前期準備39-40
• 5.1.2 散體礦石的程序化自動生成40-41
• 5.1.3 溜井放礦仿真實驗結(jié)果及分析41-42
• 5.2 采空區(qū)冒落模擬實驗42-47
• 5.2.1 Gmsh42-43
• 5.2.2 采空區(qū)圍巖的單元實體建模43-45
• 5.2.3 采空區(qū)冒落模擬45-47
• 第6章 結(jié)論與展望47-49
• 6.1 結(jié)論47
• 6.2 展望47-49
• 致謝49-50
• 參考文獻50-53
• 附錄 1 shaft_roadway_3d（自動處理井巷相交）53-70
• 附錄 2 Circle（計算巷道數(shù)據(jù)）70-72
• 附錄 3 create3CenteredArch（計算三心拱截面特征節(jié)點）72-74
• 附錄 4 createFaces（生成面列表）74-75
• 附錄 5 handle_arch（計算弧形巷道中心節(jié)點）75-76
• 附錄 6 readfile（讀取原始數(shù)據(jù)）76-77
• 附錄 7 two_bottom_vertices（計算巷道兩側(cè)端點）77-78
• 附錄 8 generation_inblender（在Blender中生成模型）78-79
• 附錄 9 slope_ramp_and_more（計算斜井和豎井的模型數(shù)據(jù)）79-82
• 附錄10 代碼使用說明82-84
• 附錄11 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文84-85
• 附錄12 攻讀碩士學位期間參加的科研項目85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：1016565