【摘要】：中國(guó)是煤炭消費(fèi)大國(guó),采礦業(yè)是能源采掘的重要行業(yè)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)和管理模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的要求,解決這些問題的關(guān)鍵技術(shù)在于礦山信息管理的現(xiàn)代化。因此,人們提出了“數(shù)字礦山”的概念。數(shù)字礦山就是對(duì)真實(shí)礦山的數(shù)字化表達(dá),實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)與安全管理的數(shù)字化和三維可視化,是地理信息系統(tǒng)在礦山領(lǐng)域的應(yīng)用。 其中,巷道與地層是數(shù)字礦山所要面對(duì)的兩類主要空間對(duì)象。巷道是生產(chǎn)過程中采礦提升、輸送工人的通道,以及井下作業(yè)、通風(fēng)和排水等的主要場(chǎng)所。對(duì)整個(gè)礦山而言,巷道是其核心部分。因此,三維巷道模型是建立礦山地理信息系統(tǒng)的重要組成部分,也是構(gòu)建數(shù)字礦山的基礎(chǔ)。 本文首先闡述了常用的三維數(shù)據(jù)模型和三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),分析了巷道數(shù)據(jù)來(lái)源及數(shù)據(jù)特點(diǎn),采用面向?qū)ο蟮姆椒?設(shè)計(jì)了適合礦山三維巷道網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建的三維數(shù)據(jù)模型及相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。針對(duì)現(xiàn)有方法不能很好解決三維巷道模型圓滑處理以及模型無(wú)縫拼接等的問題,在分析巷道基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出分類建模的思想,根據(jù)巷道結(jié)構(gòu)特征將巷道模型分為簡(jiǎn)單巷道體和復(fù)雜巷道體。針對(duì)不同巷道體模型提出不同構(gòu)建算法,在巷道體模型構(gòu)建完成的基礎(chǔ)上,進(jìn)而自動(dòng)將各獨(dú)立巷道體組合成巷道三維模型。針對(duì)復(fù)雜巷道體模型,提出加載過渡斷面的方法,很好解決了巷道拐彎處、交岔點(diǎn)處、不同斷面拼接模型的圓滑處理。針對(duì)模型的無(wú)縫拼接,提出了自動(dòng)生成插入點(diǎn)的方法。該方法是根據(jù)結(jié)點(diǎn)屬性優(yōu)先在相應(yīng)位置生成相應(yīng)數(shù)量的插入點(diǎn)；再根據(jù)結(jié)點(diǎn)交點(diǎn)屬性生成相應(yīng)巷道體模型；最后在插入點(diǎn)處加載不同巷道體模型,完成模型無(wú)縫拼接。此外,探討了組件技術(shù)在開發(fā)數(shù)字礦山系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì),并以Windows7為操作系統(tǒng),以ArcGIS Enginel0為開發(fā)平臺(tái),SQL Server作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù),通過C#語(yǔ)言,開發(fā)了三維巷道自動(dòng)化建模系統(tǒng)。并以北辛窯煤礦井下巷道為例,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)證明,建模方法可行,系統(tǒng)運(yùn)行正常。
【圖文】：

Fig4 Schematic diagram of tunnel structure由圖4可知，可以將巷道網(wǎng)絡(luò)模型分解成沒有分支的直巷道體L、沒有分支的拐角體T和有不同分支的巷道體F。本文將直巷道體L模型稱作簡(jiǎn)單巷道體，將拐角體T和有分支的巷道體F統(tǒng)稱為復(fù)雜巷道體。其中，沒有分支的拐角體模型稱為拐角巷道體，分支巷道體不管有多少條分支都可以看作是由相應(yīng)數(shù)量的夾角拼接而成的模型，因此將分支巷道體模型統(tǒng)稱為夾角巷道體�；诜诸惤Ｋ枷耄瑢⑾锏滥Ｐ头譃楹�(jiǎn)單巷道體和復(fù)雜巷道體模型，其中，復(fù)雜巷道體有分為拐角巷道體模型和夾角巷道體模型。21

三維巷道自動(dòng)建模方法的研究TriangleStrip幾何對(duì)象是由一系列點(diǎn)定義的曲面片組成，而曲面片是由若干角形所組成，每一個(gè)新的三角形都是通過連接前一個(gè)三角形的兩個(gè)頂點(diǎn)形成的。 5 中曲面可以通過（0，1，2)， (2, 1，3)， （2，3，4)， （4，3, 5)，，(4，5，6)點(diǎn)集來(lái)定義。TriangleFan幾何對(duì)象是由一系列三維三角形組成的連形，第一個(gè)點(diǎn)定義為頂點(diǎn)或者起點(diǎn)，所有的三角形共享這個(gè)頂點(diǎn)，新的三角通過連接頂點(diǎn)、前一個(gè)三角形的點(diǎn)和該三角形的點(diǎn)組成的。圖6中八分三角扇面通過（0, 1，2)， （0，2，3)， （0，3，4)等8個(gè)三角形點(diǎn)集來(lái)定義。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2581001