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我国是一个采矿大国,但矿山行业科技含量和管理水平与世界发达采矿国家相比还存在相当大的差距。数字矿山建设已经成为我国国民经济建设的当务之急,越来越受到人们的重视。所谓数字矿山就是指在矿区工作范围内建立以坐标信息为主线,将矿山各种数据组合结合起来构建成一个矿山信息模型。它可以描述矿山中每一点的全部信息,按坐标组织,存储起来,提供有效、方便和直观的检索手段和显示手段,使有关人员都可以快速准确、充分和完整地了解及利用矿山各方面的信息。
在应用三维可视化技术建设数字矿山之前,地质资料的分析解释都局限于二维、静态的表达方式,使人们直接、完整、准确的理解与感受地下地质情况造成了困难。三维地质建模运用科学计算可视化技术米对地层及其环境信息进行三维再现,可以直观地描述地下复杂的地质构造情况。
本论文在大量调研的基础上,详细论述了国内外三维矿山建设和三维地质建模的发展状况和趋势,析出了存在的问题,而后提出了基于 GIS 的矿体几何建模的实施技术和系统构建方案。本论文将 G1S 技术应用于矿山三维建模和应用方面,取得了一定的研究成果,为数字矿山技术的进一步发展提供了一定的借鉴之处。
论文首先介绍了课题的意义,地质体三维建模相关技术背景,然后分析了本课题的国内外发展现状、发展趋势及存在的问题,并做出了相应的评述,总结和分析了进行矿体几何建模的关键技术,包括矿体几何模型,矿体几何建模,矿体三维数据组织方法,以及在此基础上进行的几种应用分析,确立了矿体几何建模应用的重点和难点所在。在此基础上,确定了本论文的研究内容。
二维轮廓线重构三维表面是矿体几何建模的重要技术手段,本论文对此进行了详细的讨论,对几种重构中可能出现的问题:轮廓对应问题、轮廓拼接和轮廓分支问题分析了几种解决方法,提出了适合地质体剖面建模使用的轮廓线重构算法,在数据的三维拓扑结构中引入了GIS属性数据的管理方法,区别出层状地质体和非层状地质体两种不同的建模手段,总结了行之有效的建模步骤。
在信息系统建设方面,矿山信息系统中具有“五性四多”的特点:复杂性、海量性、异质性、不确定性和动态性,多源、多精度、多时相和多尺度,如果没有分析清楚信息系统建设的主要任务和功能需求,就不可能满足专业要求。论文中先详细分析了矿山建模系统的功能要求,分成了三大模块,根据这三点功能要求,设计了统一的剖面数据格式,在标准的数据格式基础上开发了有利于专业应用的交互性剖面编辑工具,可以对原始剖面以及生成的剖面进行人工修编,将地质师的专业经验融入数据中,在建模时便形成了数据-标准数据-模型-数据-修改后的标准数据-模型,一系列的灵活的可修正的二维建模与编辑系统。
文章的最后介绍了论文的研究成果和存在的不足,展望了未来进一步研究和探索的方向。