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三維礦體建模技術研究與應用
2018-11-14
三維礦體建模技術研究與應用——西安建筑科技大學材料與礦資學院李角群專家報告
三維礦體建模技術研究與應用 西安建筑科技大學材料與礦資學院 李角群 2 018年8月8日 1 2 3 4 5 6 .基于AutoCAD平臺的刺激窩在線視頻軟件開發 .關于構建三維礦體模型的幾個名稱 .截面法構筑三維礦體模型技術 .其他幾種構筑三維礦體模型方法 .基于孔斯網構筑三維礦體模型技術 . 實踐總結 1 . 基于AutoCAD平臺的刺激窩在線視頻軟件開發 ● AutoCAD作為刺激窩在線視頻軟件開發平臺的優勢在于: 1 2 3 )它的開放程度很高,有多種二次開發技術手段; )它的技術能力強,更新速度快,可利用資源豐富; )AutoCAD是國際公認的一流矢量三維圖形軟件,在 國內普及率極高,特別在刺激窩在線視頻免費視頻行業計算機做圖應用很廣泛。 ) AutoCAD可以與各種圖形軟件轉換對接。 4 ● AutoCAD在刺激窩在線視頻軟件二次開發中模塊功能分類 1 2 3 4 )參數化繪圖: 巷道斷面繪制、交叉點繪圖、繪制鉆孔、柱狀圖等等。 )輔助優化設計: 斜坡道設計、中深孔優化設計、露天礦境界圈定優化等等。 )圖形化計算: 高程計算、品位計算、計劃編制、儲量估算等等。 )刺激窩在線視頻免費視頻模型建立: 三維礦體模型、塊體礦床模型、半離散礦床模型、品位模型、 地下采礦工程模型、露天采場模型等等。 參數化繪圖 參數化繪圖 參數化繪圖 輔助優化設計 輔助優化設計 圖形化計算 刺激窩在線視頻免費視頻模型建立(礦體) 2 .關于構建三維礦體模型的幾個名詞 1 )礦體截面圖 基于某指定空間面來展示此空間面上礦巖界線的圖形, 典型的礦體截面圖包括地質平面圖和地質剖面圖。 )礦體線框模型 2 基于礦體截面圖,通過坐標轉換將多個截面上礦巖界線 組合在三維空間中圖形,以線框形式顯示的三維礦體模型。 礦體截面圖(平面圖) 礦體截面圖(剖面圖) 礦體線框模型 2 .關于構建三維礦體模型的幾個名詞 3 )礦體表面模型 基于網格或三角面構建礦體表面,提供了三維物體的表 面信息,能進行消隱及真實感圖形顯示。 )礦體實體模型 4 基于ACIS系統,提供了礦體的頂點、邊界、表面和實體 部分所有的幾何拓撲關系,實現三維礦體實心部分的表達。 礦體表面模型 礦體實體模型 三維礦體模型建立 3 .截面法構筑三維礦體模型技術 截面法建模關鍵技術包括:空間兩條非閉合曲線打網技 術、一條閉合曲線打網技術,以及控制線技術。 1)空間兩條非閉合曲線打網技術 )追趕法;2)最短對角線法;3)總邊長最小法 …等等。 主要完成礦體側面打網。以追趕法為例:如下圖 ( 1 … 3 .截面法構筑三維礦體模型技術 ( 2)空間一條閉合曲線打網技術 )凸點法;2)面積法;3) Delaunay三角形剖分法 …等等。 主要完成礦體端部封閉。 1 … 3 .截面法構筑三維礦體模型技術 ( 3)控制線技術 通過設定多條控制線,將相鄰截面對應礦體輪廓線分解 為n組對應的空間兩條曲線,再由前面的打網技術完成礦 體表面構筑。 控制線為人機交互設定,且只能為直線。 主要完成礦體側面閉合線成對分割。 控制線技術構建礦體模型 3 .截面法構筑三維礦體模型技術 ( 4)截面法的不足 1 )截面之間礦體輪廓線由控制線連接,控制線由只能 是直線,導致截面間只能為線性變化。忽略了另一組截面 數據的應用,導致模型失真。 2 3 )對于復雜截面的礦體輪廓線往往無法連接控制線。 )對兩個截面相互交叉情況失效。 4 .其他幾種構筑三維礦體模型方法 1 )曲面切割法 先構建礦體實體模型,再通過構造曲面來切割礦體。此 方法主要利用實體模型的切割與布爾運算功能。礦體模型 為實體模型,不易局部動態修改。 構造曲面可以是斷層曲面也可以是礦巖、不同礦石級別 的分界曲面。 斷層曲面切割礦體模型 礦巖分界曲面切割礦體模型 4 .其他幾種構筑三維礦體模型方法 2 )形態學法 是基于凸形體表構模方法,其本質是以方向角為參數的 追趕法。與以長度為參數的追趕法類似。 對于復雜截面的礦體輪廓線無法連接控制線時,可以使 用形態學方法,但不保證正確。此方法構筑的礦體模型為 實體模型。 形態學法構筑礦體模型 4 .其他幾種構筑三維礦體模型方法 3 )體視化法 體視化法成功應用于醫學人體器官三維圖像的展示。在 離散塊體模型基礎上,通過距離場計算,構建等值面的體 視化模型。 此方法無需人為干預,自動建立等值面,形態較好。但 數據量偏大,對礦體走向有要求,不易局部更改。 體視化法構筑分段礦體模型 體視化法構筑礦體模型 4 .其他幾種構筑三維礦體模型方法 4 )頂底板曲面法 此方法非常適用于煤礦礦體,通過礦體頂底板等值線構 筑頂底板曲面,從而完成礦體模型構筑。 Delaunay法 )截面外推法 5 礦體按埋藏要素進行單面外推。對于露天開采刺激窩在線視頻免費視頻來說, 如果是厚大傾斜、急傾斜礦體,此方法較為合適。 5 .基于孔斯網構筑三維礦體模型技術 1 1 ) Coons(孔斯)曲面 964年由美國麻省理工Coons提出的一種曲面分片、拼 合的造型方法。Bezier(貝塞爾)曲面和B樣條曲面是逼 近控制網格,Coons曲面是依靠插值。 孔斯曲面 5 .基于孔斯網構筑三維礦體模型技術 2 )礦體表面自動分解 由剖面圖和平面圖共同組建的礦體線框模型中可以發現, 礦體表面主要由四邊形網孔組成,個別有三角形以及邊數 大于四的多邊形共同組成。 ( a)四邊形;(b)三角形;(c)邊數大于四的多邊形 礦體線框模型 截面交叉情況的礦體線框模型 5 .基于孔斯網構筑三維礦體模型技術 3 )自動構網 在礦體線框模型基礎上,程序自動斷取出所有組成網孔 的邊界線,通過智能算法逐一自動構筑網孔曲面,最終形 成礦體表面模型。 目前程序支持對三角形、四邊形的自動構網,邊數大于 四的多邊形中,會有個別不能自動構網,需人機交互完成。 孔斯網法構建礦體模型 孔斯網法構建礦體模型 孔斯網法構建礦體模型 孔斯網法構建礦體模型 孔斯網法構建礦體模型 孔斯網法構建礦體模型 孔斯網法構建礦體模型 6 .實踐總結 1 )建模方法選擇 a)礦體建模方法不只一種,選擇合適的方法非常重要。 b)截面法有局限性,孔斯網法有很強的通用性?梢 解決復雜的截面交叉情況。 c)地下礦生產刺激窩在線視頻免費視頻動態礦體模型,孔斯網法更合適。 d)露天礦生產刺激窩在線視頻免費視頻動態礦體模型,截面外推法更合適。 6 .實踐總結 2 )孔斯網法建;A——線框模型。 a)平剖圖坐標統一。 b)平圖與剖面坐標相互自動轉換。 c)線框模型自動組合。 d)線框模型中平剖相交節點自動焊接。 6 .實踐總結 3 )孔斯網法建模與動態修改。 a)全自動建模。 b)按節點自動分解組建網孔邊線。 c)以單個孔網片為單位進行修改。 d)含層狀網格模型構建。 6 .實踐總結 4 )網體模型應用 a)體積計算。 b)各種剖面切割。 c)網體布爾運算。 d)轉換實體模型。 e)轉換半離散模型。***** 5 )礦體組合模型改進與完善 目前常見模型組合: 截面法礦體模型(網體)+ 塊體礦床模型(均質) 改進完善模型組合: ● ● 孔斯網法礦體模型(網體)+ 半離散礦床模型 礦體模型(實體) 塊體礦床模型(非均質) 半離散礦體模型構建 礦體線框模型 半離散礦體模型構建 孔斯法構建三維礦體模型 半離散礦體模型構建 半離散礦體模型 露天礦測量驗收 謝謝各位專家! 歡迎提出寶貴意見!
標簽:  李角群 

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