煤矿地质三维可视化模型研究与实现

作     者：穆福森 

作者单位：安徽理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴观茂

授予年度：2007年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：数字矿山 Delaunay三角剖分 DEM 地层建模 断层建模 巷道建模 可视化 OpenGL 三维模型 

摘      要：随着计算机技术在采矿业的不断应用,采矿业正由经验型、传统型向科学型、定量分析与处理、自动化方向发展。用二维图形来描述三维空间的矿体,可视性差,缺乏立体感,容易产生误解,并难于向非专业技术人员展示自己的设计。本文对煤矿地质三维可视化模型进行了研究,对数字矿山等一些重要的概念作了论述,并在此基础上讨论了数字矿山中多个模型建立的可行性,给出了相应的建模方法。在三维地层可视化模型的建立过程中,提出了基于等高线的钻孔—多层面模型方法,这是一种对现有的Delaunay三角剖分方法进行了改进,该方法适用于任意多边形的三角剖分,且易于计算机实现,使采区的三维地层可视化模型在有限条件下也能够实现。在煤矿断层三维模型的建立的过程中,考虑到实际开采环境中复杂断层问题,具体讨论了有歼灭点和没有歼灭点两种断层,并给出了断层如何插入到层面模型中的具体的算法,简化断层的建模工作。在煤矿巷道三维模型的建立过程中,给出了煤矿的巷道可视化模型的可行性算法,该模型可以使在开挖过程中使巷道与地质三维模型结合起来,以三维可视化的方式呈现出来,为生产提供决策支持。在三维模型的可视化方面,利用OpenGL开发了可视化系统,实现了模型的三维显示,并能对地层进行剖切,截取等操作。