發(fā)布時間：2017-10-09 00:05

  本文關(guān)鍵詞：礦井巷道三維建模及可視化技術(shù)研究與應用

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【摘要】：隨著數(shù)字化進程在煤礦領(lǐng)域的發(fā)展,建立一個可視化的三維的煤礦井下場景成為實現(xiàn)煤礦數(shù)字化管理、生產(chǎn)以及設計的前提。本文將AutoCAD繪制的煤礦煤層采掘工程平面圖作為實驗數(shù)據(jù),從中提取出巷道三維建模所需要的基本信息,然后對巷道三維建模算法和WebGL可視化技術(shù)進行了研究,開發(fā)出了礦井巷道三維建模及其可視化系統(tǒng)(Three-dimensional Modeling of Roadway and its Visualization System,簡稱TMRV系統(tǒng)),基本上實現(xiàn)了礦井巷道的三維顯示。本文的主要工作如下:(1)首先闡述了目前國內(nèi)外有關(guān)巷道三維建模和可視化技術(shù)的研究現(xiàn)狀,指出了目前研究中的主要問題,并提出了相應對策;然后對DXF格式的AutoCAD二維平面圖紙的結(jié)構(gòu)進行分析,提取出了導線點及高程等巷道基本數(shù)據(jù)信息,得到巷道的骨架圖(中心線),同時將提取出的巷道基本數(shù)據(jù)導入excel表格對數(shù)據(jù)進行持久化處理。(2)分析比較了目前各個巷道段的實現(xiàn)算法,對于復雜的巷道,將其分成直巷道、彎曲巷道和交叉巷道的分別進行三維建模,采用貝塞爾曲線對彎曲巷道拐角處進行弱化處理,使巷道的過渡更加自然逼真。(3)對JSON格式的三維模型進行了分析,將上一步所生成各個巷道段的線框模型轉(zhuǎn)化為JSON格式的巷道段,在巷道骨架圖上加載JSON格式巷道段得到完整的三維模型;然后用WebGL技術(shù)的Three.JS引擎對三維巷道模型進行可視化,最終實現(xiàn)了模型拼接、縮放以及材質(zhì)變換等編輯功能。(4)最后運用Visual-Studio_2010集成開發(fā)環(huán)境結(jié)合ASP.NET技術(shù),設計實現(xiàn)了TMRV系統(tǒng),系統(tǒng)主要由四個功能模塊組成:巷道數(shù)據(jù)的提取、巷道三維建模與JSON格式三維巷道模型的生成、三維模型的動態(tài)交互以及巷道模型的編輯。
【關(guān)鍵詞】：礦井巷道 WebGL 分段模擬 JSON 巷道編輯
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD67;TP391.41
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 研究內(nèi)容11-12
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)12-14
• 2 相關(guān)基礎理論與巷道數(shù)據(jù)提取14-28
• 2.1 巷道設計基本規(guī)則14-16
• 2.1.2 斷面的設計14-15
• 2.1.3 巷道交叉點設計15
• 2.1.4 豎井設計15-16
• 2.2 三維巷道建模算法分析16-20
• 2.2.1 三維巷道模擬算法及比較16-18
• 2.2.2 彎曲巷道的常用拼接算法及比較18-20
• 2.3 WebGL三維顯示技術(shù)20-21
• 2.4 DXF格式巷道文件的數(shù)據(jù)提取21-28
• 2.4.1 巷道數(shù)據(jù)來源與DXF文件格式結(jié)構(gòu)分析21-24
• 2.4.2 DXF格式巷道文件的數(shù)據(jù)提取24-28
• 3 三維巷道建模與三維巷道模型的生成28-38
• 3.1 三維巷道建模28-34
• 3.1.1 直巷道的模擬28-30
• 3.1.2 彎曲巷道的實現(xiàn)30-32
• 3.1.3 交叉巷道實現(xiàn)32-34
• 3.2 JSON格式的三維數(shù)據(jù)表達34-36
• 3.3 三維巷道模型的生成36-38
• 4 三維巷道模型編輯接口開發(fā)38-46
• 4.1 WebGL庫Three.JS 3D引擎38-39
• 4.2 三維巷道模型的三維交互39-40
• 4.3 三維巷道模型編輯40-46
• 4.3.1 模型的拼接40-44
• 4.3.2 模型的縮放44-46
• 5 TMRV系統(tǒng)的實現(xiàn)46-54
• 5.1 系統(tǒng)的需求分析46
• 5.2 系統(tǒng)設計46-48
• 5.2.1 系統(tǒng)的功能設計46-48
• 5.2.2 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設計48
• 5.3 TMRV系統(tǒng)的實現(xiàn)48-54
• 5.3.1 文件導入49
• 5.3.2 三維建模49-50
• 5.3.3 三維模型交互50-51
• 5.3.4 模型編輯51-54
• 6 總結(jié)與展望54-56
• 6.1 總結(jié)54-55
• 6.2 展望55-56
• 參考文獻56-60
• 攻讀碩士學位期間取得的科研成果60-62
• 致謝62

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本文編號：997010