基于Arcgis的煤矿巷道三维可视化与显示网友投稿

2021-04-25 13:01:27本页面

基于Arcgis的煤矿巷道三维可视化与显示网友投稿


【正文】

论文题目:基于ArcGis的煤矿巷道三维可视化与显示 专业:地理信息系统 本科生:宋军(签名) 指导教师:贾建华(签名) 摘要 本文研究的内容是在Arcgis软件下,主要利用其中的三维分析模块和空间分析模块,实现水平巷道的三维模拟以及斜井与上下山巷道的三维模拟和可视化。首先分析了巷道的几何网络及拓扑关系并对巷道进行了分类。其次分析了可视化的原理和在Arcgis下不同要素三维显示的条件。分析了数据库的优点,加深了对arcgis下3Danaly和Spatial分析模块的理解,,阐述了管线数据的层次模型和组织方式以及数据结构。基于Arcgis的三维可视化与现实要求GIS类与专业3D建模软件,必须充分结合。

【关键词】:三维GIS,MGIS,可视化,数据模型 Thesistopic:thecoalminetunnelbasedthreedimensionalvisualizationanddisplaybasedonArcGis Professional:GeographicInformationSystem Name:SongJun(Signature) Instructor:JiaJianhua(Signature) Abstract ThisarticlestudiesthecontentisundertheArcgissoftware,themainusethreedimensionalanalysismoduleandthespatialanalysismodule。

realizeslevelheadingsthreedimensionalsimulationaswellastheslantholeandthepreviousdipentrysthreedimensionalsimulationandthevisualization.Firsthasanalyzedtunnelsgeometrynetworkandtheanalysissitusrelationsandhascarriedontheclassificationtothetunnel.NexthasanalyzedthevisualizationprincipleandunderArcgisthedifferentessentialfactorthreedimensionaldisplaycondition。

Hasanalyzedthedatabasemerit,deepenedtoarcgisunder3DanalyandtheSpatialanalysismoduleunderstanding,elaboratedthepipelinedatalevelmodelandtheorganizationwayaswellastheconstructionofdata.RequesttheGISkindbasedontheArcgisthreedimensionalvisualizationandtherealitywiththespecialized3Dmodellingsoftware,mustunifyfully。

KEYWORDS:3dgis,mgis,visualization,modeling 39 目录 第一章绪论 1 1.1 问题的提出 1 1.2国内外研究现状 2 1.2.1Mgis研究现状 2 1.2.2三维GIS的研究现状 2 1.3可视化研究现状 4 1.4三维GIS研究主要内容 7 1.5三维GIS软件概述 7 1.6三维GIS软件的应用 8 1.7本文研究内容 9 第2章矿井巷道三维数据模型建立及数据结构 10 2.1GIS数据模型的概述 10 2.2面向煤矿应用的三维GIS数据模型 11 2.3选择三维数据模型的原则 12 2。

4巷道的几何网络及建模 13 2.4.1巷道网络系统的基本元素 13 2.4.2维巷道数据结构 18 第3章巷道的三维可视化 21 3.1可视化的原理 21 3.2三维可视化处理过程 21 3.3三维图形生成原理 22 第4章设计思路与实现 23 4.1数据的来源 23 4.2设计思想与研究方法: 23 4.2.1不同文件的三维显示方法 23 4.2.2GRID和TIN表面模型 24 4.3巷道空间数据库的建立 25 4.3.1数据导入数据库 25 4.3.2ArcScene下实现巷道的三维可视化与显示 28 4.3.2.1的三维可视化与显示 28 4.3.2.

2三维可视化 33 第5章研究与展望 35 5.1研究总结: 35 5.2研究展望 35 致谢 37 主要参考文献: 38 第一章绪论 1.1 问题的提出 煤炭是我国的第一能源,在一次性能源结构中占72%以上,高效安全的煤矿开采技术必将取代过去的人海战术。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。 煤矿床为——分布于三维地理空间的地质实体,所以矿山生产的一切过程都与三维空间有关,从资源勘探到矿井生产的主要图纸和技术数据都是为了确定煤矿床的正确位置和相应的参数。可视化是实现数字矿山与人交互的窗口和工具,可视化的最高境界是虚拟现实技术。建立了数字矿山之后。

用户通过一定的设备,能看到矿山的各个生产角落,包括一些危险的场所。例如用户可以感觉到是在几百米深的矿井下面,行走在巷道里,经过矿井下的各种巷道后,到达生产工作面。然后用户看到了各种生产设备,可以了解生产情况和控制生产设备等。其关键技术是采用虚拟现实造型语言,实现三维显示技术,通过高分辨率设备,对整个矿井进行无缝拼接,任意漫游和放大,由三维数据通过人造视差的方法,构造虚拟立体矿井。虚拟现实技术对矿山尤为重要,例如煤矿。目前在矿井下有大量的工作人员,随时受到矿井突水、瓦斯、煤尘爆炸、冒顶、火灾、机器设备伤害等威胁。如果采用虚拟现实技术可以大大减少井下人员数量,直至发展到无人自动化矿井。对二维与三维数据模型与数据结构进行了分析。

设计了矿山巷道特有的三维模型与数据结构,给出了矿井三维绘图系统的功能框图,从而来实现用ArcGIS对巷道进行三维模拟演示,从而实现三维可视化。 矿山地理信息系统(MGIS)是GIS的一个重要的分支系统,是GIS在矿业学科和矿区这一特殊地理区域内的一种实用系统。矿山信息系统主要面对两类空间目标,即掘进巷道和地层,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,巷道是矿山生产活动中一个重要实体,因此建立巷道的三维模型对今后的采矿工作有着重要的意义。 网络分析主要是巷道网络的路径分析,如瓦斯、煤与瓦斯突出等事故发生时如何选择最优逃生路线。 针对三维数据而言。

我们可将影像栅格数据和矢量数据叠加到TIN或规则格网 DEM表面高程数据上,以进行三维场景的查看和分析;或者根据数据分析需要,在场景中按照图层某属性值的大小以立体柱的形式突出显示其分布状况;同时,我们还能应用三维分析工具实现空间表面的创建和分析功能。 1.2国内外研究现状 1.2.1Mgis研究现状 自20世纪70年代中期开始,西方主要国家开始成立采矿软件公司研制采矿软件。2000年deKemp[3]以太古宙科帕蒂纳组阿比提比绿岩带为例,建立了构造场数据的三维可视化模型。 近10年来,地学领域(地理Geography、地质Geology、地球物理Geophysics和大地测量Geodesy等地学相关学科的统称。

因其英文名称前缀均为Geo)关于三维空间信息的研究与日俱增,形成两大并行发展的支流:一是三维地理信息系统(3DGIS),二是三维地学模拟系统(3DGeosciencesModelingSystem,3DGMS)。 由于矿山数据的复杂性等客观原因以及长期以来企业过于追求短期经济效益,致使中国在矿山资源开发中存在信息化程度低、对已有的矿山数据利用率低、安全生产状况不容乐观等现象。有关数据显示,就信息技术在矿山生产中的应用程度而言,中国与发达国家相比至少存在10年左右的差距。目前中国的三维矿山模拟软件尚不十分成熟,与国际水平相比有较大差距,不能满足矿山建模的需要,仅仅只做了一些探索性的应用研究工作。

例如,吴立新等基于LYNX软件进行了三维地学模拟体视化技术在煤矿的应用研究;陈郑辉等基于Vulcan软件进行了阿舍勒铜锌矿床三维立体模型的研究。西安煤田航测遥感公司应用RS与GIS技术在航空地质测量、煤田预测等任务中取得了多项成果。 1.2.2三维GIS的研究现状 随着GIS应用的深入,人们越来越多地要求从真三维空间来处理问题。在应用要求较为强烈的部门如采矿、地质、石油等领域已率先发展专用的具有部分功能的三维GIS,如加拿大LYNXGeosystems公司的LYNX软件,但由于它们一般是针对自己的领域开发的,没有从理论上加以系统完整的研究,没有面向通用平台进行设计,因此具有较强的局限性。这是由当时的应用要求、数据获取手段及相关的计算机技术发展条件决定的。

由于二维GIS数据模型与数据结构理论和技术的成熟,图形学理论、数据库理论技术及其它相关计算机技术的进一步发展,加上应用需求的强烈推动,三维GIS的大力研究和加速发展现已成为可能。 当前研究和开发三维GIS的思路可归纳为两种: 由于三维GIS首先要将地理数据变为可见的地理信息,因此人们一方面从三维可视化领域向三维GIS系统扩展,这一点同早期的二维GIS来源于计算机制图管理一样,是从可视化角度出发的。 另一方面,GIS需要存储和管理大量的空间信息和属性信息,因此另一部分人从数据库的角度出发向三维GIS发展,从商用数据库向非标准应用领域扩展,将三维空间信息的管理融入RDBMS中,

或是从底层开发全新的面向空间的OODBMS,如GODO,GeoO2,GEO++,SmallWorldGIS。一个新的发展方向是将三维可视化与三维空间对象管理藕合起来,形成集成系统。 三维GIS在日益增长的三维空间信息需求的牵引和蓬勃发展的现代新兴技术的驱动下得到了稳步的发展。首先,诸如城市、海洋、大气、地下工程和军事等重大领域问题的完整解决和空间信息的社会化应用服务迫切需要三维GIS的支持;其次,三维空间数据获取技术的发展极大地方便了各种规模不同细节程度三维空间数据的可得性;再有,信息与通信技术的进步为更有效地处理和利用海量三维空间数据提供了强有力的支撑。从二维GIS到三维GIS,虽然空间维数只增加了一。

但基于此既可以包容几乎所有丰富的空间信息,也可以突破常规二维表示对形式的束缚,为更好地洞察和理解现实世界提供了多种多样的选择。但其由此也面临大量更加复杂的问题,如数据量急剧增加、空间关系错综复杂、真实感实时可视化等。在空间上从二维表示到三维表示日益成为GIS的主要发展方向之一,并趋向于对现实世界的增强表示与延伸——“虚拟地理环境”(朱庆和林珲,2004)。 (2)三维GIS相关软件发展概况 虽然象二维GIS软件一样有能力解决从空间对象表达到分析与可视化比较宽泛空间问题的成熟的三维GIS商品化软件还很难从市场上得到,但针对迅速增长的三维应用需求,越来越多的GIS软件都在强化其稳健的三维能力。

会计电算化相关推荐  
三九文库 www.999doc.com
备案图标苏ICP备2020069977号