地下实测巷道模型三维重构及关键算法研究
发布时间：2021-07-25 13:37
随着经济转向高质量发展,社会正处在转变生产方式、研发清洁能源、践行绿色发展的关键时期,而矿山是人类进行各项生产活动的必要资源,采矿业也需紧跟时代发展的步伐。信息技术的高速发展以及不断更新迭代,使矿产资源相关领域的升级与改造成为趋势,拥抱信息科学成为各个矿山企业可持续发展的创新源泉。根据矿山信息集成度对采矿业发展划分为传统矿山、数字矿山、智慧矿山三阶段,其自动化、集成度、协同性逐步上升。三维可视化运用计算机技术对实物进行数字化重建并能够实现旋转、缩放等基本操作以便于对其开展定性、定量的后继研究工作。伴随着与矿业深入交叉融合并投入到实际的生产活动,在数字矿山框架下产生了矿体可视化的新研究领域,其中巷道实体可视化作为智慧矿山可视化分支的主要研究内容,监控井下生产环境并提供有效的安全保障。巷道可视化展现了三维空间中井上下的拓扑连接、纵横交错、运输环境等特点,并在井下掘进作业、模拟井下逃生、储量估算等环节具有重要的作用。本文首先提出了构建巷道三维模型的关键技术,着重对上述关键技术展开研究,分析了数据来源与特点、断面设计以及巷道网络拓扑结构等内容,阐述了一系列可变换的相邻轮廓线形成空间三维实体的建...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三维建模方法示意图
图 1.1 三维建模方法示意图1.2.2 巷道三维重建的研究现状与动态1963 年地理信息系统（GIS）被 R.F.Tomlison 博士首次提出，即在信息技术高速发展的背景下，借助软硬件平台以部分或整个地表空间数据为对象，通过技术手段采集数据及存储，并进行后续分析、运算、管理、显示等功能于一体。经过四年研制了第一个真正投入实际应用并帮助农业发展部分析本国的土地状况的系统。该系统是一个涉及多学科的横向交叉学科，在自然资源和环境管理、分析以及设计等方面具有非常重要的使用价值，将地理信息与图元模型和现代信息技术相结合的模式，最终将信息技术带到了更为广阔的领域中去，例如地理信息系统和采矿业的融合产生了一个新的领域--矿山地理信息系统（MGIS），它通过计算机辅助制图、计算机图形学和图像处理技术等技术手段处理由摄影测量和遥感采集的信息生成矿山空间结构的一种信息系统。20 世纪末，涉及多学科方向的“数字矿山”在国外各大院校、矿企以及研究院投入大量资金与人员对自动化、集成化、可视化进行科学研究，最终旨在通过遥控工业机器人实现无人作业。美国、法国、英国、加拿大、澳大利亚等在采矿业率先实现矿山信息化和可视化，已迈出了坚实的步伐，成功的推出了矿山信息管理软件产品并推广至各个国家，引领矿山开采进入数字化时代。加拿大 Gemcom 公司开发的 Surpac 矿山软件包，是最先提供符合矿山领域使用的专业性软件，具有测量信息管理、井巷工程、采矿设计、生产编排等强大功能，涉及到采矿生产的各个环节。Surpac 软件可以兼容多种数据格式，也专门为了从业者提供简洁易用，功能完备的二次开发工具库。英国 Datamine 是一款成熟完善的矿山软件
这时需要定义一些相关定义。多边形方向 若多边形顶点 p1,p2,p3,p4,...,pn，依次按逆时针方向排序（如图2.1（a）），选任意一点 pi沿着边界线绕一圈再回到原处，左侧始终位于图形内部，则称为逆时针方向或者正方向，否则反之。凹凸点 如图 2.1 所示的多边形中，由 pi-1pi，pipi+1两边组成 pi的内角θ，若θ ∈[ 0,π]则记为凸顶点（如图（a）的 ppp123∠ ），否则为凹顶点（如图（b）的 ppp123∠ ）。判断多边形的方向及其凹凸性时具体算法原理为：设 p1,p2,p3是多边形上相邻的三个顶点，按照下式计算顶点 p2的顶点矢量
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国经济增长对煤炭的依赖及其分解分析[J]. 张磊,郭峰. 中国煤炭. 2018(11)
[2]三维可视化建模技术在矿山设计中的应用[J]. 王立梅. 煤矿安全. 2018(11)
[3]计算机可视化技术在采矿工程中的应用探讨[J]. 亢娟娜,惠鹏飞,王刚. 世界有色金属. 2018(16)
[4]无人机海岛礁航空摄影测量技术应用[J]. 张凯,张好运,卢旭升,游画,薛彬,翟京生. 测绘通报. 2018(09)
[5]智慧煤矿2025情景目标和发展路径[J]. 王国法,王虹,任怀伟,赵国瑞,庞义辉,杜毅博,张金虎,侯刚. 煤炭学报. 2018(02)
[6]三维激光扫描测量技术在智慧矿山中应用[J]. 雷斌,李俊,雷磊. 世界有色金属. 2017(16)
[7]基于标签化医学图像的多阈值三维重建算法[J]. 肖洪旭,杨志永,姜杉,黄哲,赵胜丽. 计算机工程与科学. 2017(10)
[8]矿山三维巷道的参数化建模及其可视化[J]. 谢景龙,张得群. 矿山测量. 2017(05)
[9]巷道交岔点的三维建模及实现[J]. 刘笑笑,汪云甲. 测绘通报. 2017(05)
[10]基于虚拟现实的煤矿救援机器人远程控制技术[J]. 张旭辉,董润霖,马宏伟,杜昱阳,毛清华,王川伟,薛旭升,马琨. 煤炭科学技术. 2017(05)
博士论文
[1]三维可视化环境下采矿设计与生产规划关键技术研究[D]. 谭正华.中南大学 2010
硕士论文
[1]井巷工程三维信息模型构建方法及应用研究[D]. 潘梅.湘潭大学 2017
[2]矿山乘人索道路径规划算法研究与软件实现[D]. 刘欣欣.山东科技大学 2017
[3]改进的Delaunay三角剖分算法研究[D]. 高莉.兰州交通大学 2015
[4]三维巷道自动化建模方法的研究与实现[D]. 宫文博.安徽理工大学 2015
[5]基于图像的矿井巷道结构参数化建模的研究[D]. 蒋琦.中国矿业大学 2014
[6]基于AutoCAD的巷道三维建模设计与实现[D]. 张海明.南京农业大学 2014
本文编号：3302126
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三维建模方法示意图
图 1.1 三维建模方法示意图1.2.2 巷道三维重建的研究现状与动态1963 年地理信息系统（GIS）被 R.F.Tomlison 博士首次提出，即在信息技术高速发展的背景下，借助软硬件平台以部分或整个地表空间数据为对象，通过技术手段采集数据及存储，并进行后续分析、运算、管理、显示等功能于一体。经过四年研制了第一个真正投入实际应用并帮助农业发展部分析本国的土地状况的系统。该系统是一个涉及多学科的横向交叉学科，在自然资源和环境管理、分析以及设计等方面具有非常重要的使用价值，将地理信息与图元模型和现代信息技术相结合的模式，最终将信息技术带到了更为广阔的领域中去，例如地理信息系统和采矿业的融合产生了一个新的领域--矿山地理信息系统（MGIS），它通过计算机辅助制图、计算机图形学和图像处理技术等技术手段处理由摄影测量和遥感采集的信息生成矿山空间结构的一种信息系统。20 世纪末，涉及多学科方向的“数字矿山”在国外各大院校、矿企以及研究院投入大量资金与人员对自动化、集成化、可视化进行科学研究，最终旨在通过遥控工业机器人实现无人作业。美国、法国、英国、加拿大、澳大利亚等在采矿业率先实现矿山信息化和可视化，已迈出了坚实的步伐，成功的推出了矿山信息管理软件产品并推广至各个国家，引领矿山开采进入数字化时代。加拿大 Gemcom 公司开发的 Surpac 矿山软件包，是最先提供符合矿山领域使用的专业性软件，具有测量信息管理、井巷工程、采矿设计、生产编排等强大功能，涉及到采矿生产的各个环节。Surpac 软件可以兼容多种数据格式，也专门为了从业者提供简洁易用，功能完备的二次开发工具库。英国 Datamine 是一款成熟完善的矿山软件
这时需要定义一些相关定义。多边形方向 若多边形顶点 p1,p2,p3,p4,...,pn，依次按逆时针方向排序（如图2.1（a）），选任意一点 pi沿着边界线绕一圈再回到原处，左侧始终位于图形内部，则称为逆时针方向或者正方向，否则反之。凹凸点 如图 2.1 所示的多边形中，由 pi-1pi，pipi+1两边组成 pi的内角θ，若θ ∈[ 0,π]则记为凸顶点（如图（a）的 ppp123∠ ），否则为凹顶点（如图（b）的 ppp123∠ ）。判断多边形的方向及其凹凸性时具体算法原理为：设 p1,p2,p3是多边形上相邻的三个顶点，按照下式计算顶点 p2的顶点矢量
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国经济增长对煤炭的依赖及其分解分析[J]. 张磊,郭峰. 中国煤炭. 2018(11)
[2]三维可视化建模技术在矿山设计中的应用[J]. 王立梅. 煤矿安全. 2018(11)
[3]计算机可视化技术在采矿工程中的应用探讨[J]. 亢娟娜,惠鹏飞,王刚. 世界有色金属. 2018(16)
[4]无人机海岛礁航空摄影测量技术应用[J]. 张凯,张好运,卢旭升,游画,薛彬,翟京生. 测绘通报. 2018(09)
[5]智慧煤矿2025情景目标和发展路径[J]. 王国法,王虹,任怀伟,赵国瑞,庞义辉,杜毅博,张金虎,侯刚. 煤炭学报. 2018(02)
[6]三维激光扫描测量技术在智慧矿山中应用[J]. 雷斌,李俊,雷磊. 世界有色金属. 2017(16)
[7]基于标签化医学图像的多阈值三维重建算法[J]. 肖洪旭,杨志永,姜杉,黄哲,赵胜丽. 计算机工程与科学. 2017(10)
[8]矿山三维巷道的参数化建模及其可视化[J]. 谢景龙,张得群. 矿山测量. 2017(05)
[9]巷道交岔点的三维建模及实现[J]. 刘笑笑,汪云甲. 测绘通报. 2017(05)
[10]基于虚拟现实的煤矿救援机器人远程控制技术[J]. 张旭辉,董润霖,马宏伟,杜昱阳,毛清华,王川伟,薛旭升,马琨. 煤炭科学技术. 2017(05)
博士论文
[1]三维可视化环境下采矿设计与生产规划关键技术研究[D]. 谭正华.中南大学 2010
硕士论文
[1]井巷工程三维信息模型构建方法及应用研究[D]. 潘梅.湘潭大学 2017
[2]矿山乘人索道路径规划算法研究与软件实现[D]. 刘欣欣.山东科技大学 2017
[3]改进的Delaunay三角剖分算法研究[D]. 高莉.兰州交通大学 2015
[4]三维巷道自动化建模方法的研究与实现[D]. 宫文博.安徽理工大学 2015
[5]基于图像的矿井巷道结构参数化建模的研究[D]. 蒋琦.中国矿业大学 2014
[6]基于AutoCAD的巷道三维建模设计与实现[D]. 张海明.南京农业大学 2014
本文编号：3302126
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