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数字矿山是21世纪新经济条件下利用信息技术改造传统产业的矿山科技创新与发展战略,数字化矿山信息系统的研究和实现对于矿山企业的可持续发展具有极其重要的意义。同时,矿山是一个真三维动态的地理/地质环境,所有的矿山活动均是在真三维地理/地质环境中进行的。要真正实现数字矿山,则必须完成真三维环境的模拟,即必须以三维地质模型(3DGM)为基础。3DGM是实施数字矿山战略的关键技术,其理论研究及软件开发在数字矿山中发挥着巨大作用。本文在研究三维数据模型和数据结构的基础上,探讨了基于钻孔的三维地质建模与可视化的方法和过程,实现了基于钻孔的3DGMS的开发。主要包括以下几个方面的内容:(1)在研究三维数据模型的基础上,针对钻孔数据源的特点,采用面向对象的分析设计方法,完成了地层、断层、矿体等三维地质对象的数据结构设计,探讨了基于钻孔数据的地质数据库的结构设计,实现了钻孔地质信息的数据库存储和管理;(2)通过研究空间插值、三角剖分技术和可视化技术,根据三维地质对象的特点,采用似三棱柱模型构建地层,二维轮廓线重构地质矿体,Grid和TIN模型构建地表,实现了地层、断层、地表、矿体、巷道和塌陷区的三维地质建模,探讨了三维地质建模和可视化的技术和方法;(3)在Visual C++6.0开发平台上,借助功能强大的OpenGL图形库和GIS组件,设计和开发了三维地质建模和可视化系统(3DGMS),实现了地层、矿体、断层、地表和巷道等三维模型数据的创建与真实感可视化显示;实现了灵活的三维视图控制和针对地质模型基本的空间查询、量算、空间剖切、动态模拟及部分空间分析功能。(4)通过完整的矿区三维地质建模及可视化过程研究,形象直观地再现了地质单元的空间展布及其相互关系,为矿区成矿规律的研究、预测和采矿工程设计提供了有效的技术手段。确保了矿区勘探设计的科学性,减少勘探风险,并将大大地提高矿产勘查的效率。