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中国的煤炭储量居世界第三位，仅次于美国和俄罗斯。现在，中国消费着世界上1／3的煤炭，80％的电力和75％的家庭供暖要靠煤炭。随着我国经济体制改革的不断深入和现代化进程的不断加快，煤矿生产必将改变目前的人海战术，以现代化的管理和生产技术展现于世人面前。实现矿山管理和生产现代化的关键技术之一在于矿山信息管理的现代化。矿山地理信息系统是地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)在矿山中的应用，它是GIS的一个重要分支。矿山地理信息系统主要面对两类空间目标，即巷道和地层，巷道是采矿生产中将煤炭从工作面运送到地面，以及通风、安全输送工人的通道。对整个矿井而言，巷道是其核心部分；如果单独把某一条巷道作为研究对象，我们更关心的是巷道的内部特征，如用处、岩性、内部设备等。因此研究和开发巷道及其内部设备的三维漫游模型对煤矿安全生产、矿井优化设计和计算结果的可视化具有指导意义。本文主要研究了以下六个方面的问题：①分析了国内外煤矿三维巷道系统的研究现状，指出了目前的研究存在的主要问题，并提出了相应的解决对策。②分析了国内外常用的面向煤矿应用的三维数据模型和相应的三维数据结构的研究现状，最后探讨了适合煤矿三维巷道模拟的三维数据模型和三维数据结构。③主要研究了拱形巷道及其内部设备三维建模的数据来源和特点；给出了拱形巷道建模的设计思路；研究了实现巷道体和相邻巷道体之间连接处三维建模的算法；另外也研究了实现巷道体内部纹理贴图技术及巷道内部设备三维建模的相关算法；研究了实现三维巷道漫游的算法。④在VC++.NET开发环境下使用OpenGL实现了三维巷道模型、三维巷道内部纹理贴图、三维巷道内部设备模型及三维巷道漫游。⑤详细说明了煤矿三维巷道系统软件开发的总体设计思想以及系统的整体框架和各个功能模块，选择了VC++.NET和OpenGL作为煤矿三维巷道系统的主要开发工具，基于Windows平台进行开发工作，实现了系统总体设计中的各个功能模块。⑥就研究中取得的成果和存在的不足进行了总结，并对后续的相关研究提出了建议。