三维矿体建模技术研I与应用
西安建筑U技大学材料与矿资学?
李角?
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018q???
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.ZAutoCADq_的矿业Y件开?
.关于构徏三维矿体模型的几个名U?
.截面法构{三l矿体模型技?
.其他几种构筑三维矿体模型Ҏ
.Z孔斯|构{三l矿体模型技?
. 实践ȝ
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. ZAutoCADq_的矿业Y件开?
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AutoCAD作ؓ矿业软g开发^台的优势在于Q?
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Q它的开攄度很高,有多U二ơ开发技术手D;
Q它的技术能力强Q更新速度快,可利用资源丰富;
QAutoCAD是国际公认的一矢量三l图形YӞ?
国内普及率极高,特别在矿p业计机做图应用很广泛?
Q?AutoCAD可以与各U图形Y件{换对接?
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AutoCAD在矿业Y件二ơ开发中模块功能分类
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Q参数化l图Q?
巷道断面l制、交叉点l图、绘刉孔、柱状图{等?
Q辅助优化设计:
斜坡道设计、中深孔优化设计、露天矿境界圈定优化{等?
Q图形化计算Q?
高程计算、品位计、计划编制、储量估等{?
Q矿山模型徏立:
三维矿体模型、块体矿床模型、半L矿床模型、品位模型?
C采矿工程模型、露天采场模型等{?
参数化绘?
参数化绘?
参数化绘?
辅助优化设计
辅助优化设计
囑Ş化计?
矿山模型建立(矿体)
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.关于构徏三维矿体模型的几个名?
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Q矿体截面图
Z某指定空间面来展C此I间面上矿岩界线的图形,
典型的矿体截面图包括地质q面囑֒地质剖面图?
Q矿体线框模?
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Z矿体截面图,通过坐标转换多个截面上矿岩界线
l合在三l空间中囑ŞQ以U框形式昄的三l矿体模型?
矿体截面图(q面图)
矿体截面图(剖面图)
矿体U框模型
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.关于构徏三维矿体模型的几个名?
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Q矿体表面模?
Z|格或三角面构徏矿体表面Q提供了三维物体的表
面信息,能进行消隐及真实感图形显C?
Q矿体实体模?
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ZACISpȝQ提供了矿体的顶炏V边界、表面和实体
部分所有的几何拓扑关系Q实Cl矿体实心部分的表达?
矿体表面模型
矿体实体模型
三维矿体模型建立
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.截面法构{三l矿体模型技?
截面法徏模关键技术包括:I间两条非闭合曲U打|技
术、一条闭合曲U打|技术,以及控制U技术?
1Q空间两条非闭合曲线打网技?
Q追赶法Q?Q最短对角线法;3Q总边长最法
…等{?
主要完成矿体侧面打网。以q赶法ؓ例:如下?
Q?
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.截面法构{三l矿体模型技?
Q?
2Q空间一条闭合曲U打|技?
Q凸ҎQ?Q面U法Q?Q?Delaunay三角形剖分法
…等{?
主要完成矿体端部闭?
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.截面法构{三l矿体模型技?
Q?
3Q控制线技?
通过讑֮多条控制U,相L面对应矿体轮廓线分解
为nl对应的I间两条曲线Q再由前面的打网技术完成矿
体表面构{?
控制Uؓ人机交互讑֮Q且只能为直Uѝ?
主要完成矿体侧面闭合U成对分剌Ӏ?
控制U技术构建矿体模?
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.截面法构{三l矿体模型技?
Q?
4Q截面法的不?
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Q截面之间矿体轮廓线由控制线q接Q控制线由只?
是直U,D截面间只能ؓU性变化。忽略了另一l截?
数据的应用,D模型q?
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Q对于复杂截面的矿体轮廓U往往无法q接控制Uѝ?
Q对两个截面怺交叉情况失效?
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.其他几种构筑三维矿体模型Ҏ
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Q曲面切割法
先构建矿体实体模型,再通过构造曲面来切割矿体。此
Ҏ主要利用实体模型的切割与布尔q算功能。矿体模?
为实体模型,不易局部动态修攏V?
构造曲面可以是断层曲面也可以是矿岩、不同矿石?
的分界曲面?
断层曲面切割矿体模型
矿岩分界曲面切割矿体模型
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.其他几种构筑三维矿体模型Ҏ
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QŞ态学?
是基于凸形体表构模方法,其本质是以方向角为参数的
q赶法。与以长度ؓ参数的追赶法cM?
对于复杂截面的矿体轮廓线无法q接控制U时Q可以
用Ş态学ҎQ但不保证正。此Ҏ构筑的矿体模型ؓ
实体模型?
形态学法构{矿体模?
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.其他几种构筑三维矿体模型Ҏ
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Q体视化?
体视化法成功应用于医学h体器官三l图像的展示。在
L块体模型基础上,通过距离,构徏{值面的体
视化模型?
此方法无需Zؓq预Q自动徏立等值面QŞ态较好。但
数据量偏大,对矿体走向有要求Q不易局部更攏V?
体视化法构筑分段矿体模型
体视化法构筑矿体模型
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.其他几种构筑三维矿体模型Ҏ
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Q顶底板曲面?
此方法非帔R用于煤矿矿体,通过矿体底板等值线?
{顶底板曲面Q从而完成矿体模型构{?Delaunay?
Q截面外推法
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矿体按埋藏要素进行单面外推。对于露天开采矿山来_
如果是厚大倾斜、急倾斜矿体Q此Ҏ较ؓ合适?
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.Z孔斯|构{三l矿体模型技?
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Q?CoonsQ孔斯)曲面
964q由国ȝ理工Coons提出的一U曲面分片、拼
合的造型Ҏ。BezierQ贝塞尔Q曲面和Bh曲面是?
q控制网|Coons曲面是依靠插倹{?
孔斯曲面
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.Z孔斯|构{三l矿体模型技?
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Q矿体表面自动分?
由剖面图和^面图共同l徏的矿体线框模型中可以发现Q?
矿体表面主要由四边Ş|孔l成Q个别有三角形以及边?
大于四的多边形共同组成?
Q?
a)四边形;QbQ三角ŞQ(cQ边数大于四的多边Ş
矿体U框模型
截面交叉情况的矿体线框模?
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.Z孔斯|构{三l矿体模型技?
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Q自动构|?
在矿体线框模型基上,E序自动断取出所有组成网?
的边界线Q通过法逐一自动构筑|孔曲面Q最lŞ
成矿体表面模型?
目前E序支持对三角Ş、四边Ş的自动构|,Ҏ大于
四的多边形中Q会有个别不能自动构|,需人机交互完成?
孔斯|法构徏矿体模型
孔斯|法构徏矿体模型
孔斯|法构徏矿体模型
孔斯|法构徏矿体模型
孔斯|法构徏矿体模型
孔斯|法构徏矿体模型
孔斯|法构徏矿体模型
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.实践ȝ
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)建模Ҏ选择
aQ矿体徏模方法不只一U,选择合适的Ҏ非常重要?
bQ截面法有局限性,孔斯|法有很强的通用性。可?
解决复杂的截面交叉情c?
cQ地下矿生矿山动态矿体模型,孔斯|法更合适?
dQ露天矿生矿山动态矿体模型,截面外推法更合适?
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.实践ȝ
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)孔斯|法建模基础——线框模型?
aQ^剖图坐标l一?
bQ^图与剖面坐标怺自动转换?
cQ线框模型自动组合?
dQ线框模型中q_怺节点自动焊接?
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.实践ȝ
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)孔斯|法建模与动态修攏V?
aQ全自动建模?
bQ按节点自动分解l徏|孔边线?
cQ以单个孔网片ؓ单位q行修改?
dQ含层状|格模型构徏?
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.实践ȝ
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)|体模型应用
aQ体U计?
bQ各U剖面切剌Ӏ?
cQ网体布运?
dQ{换实体模型?
eQ{换半L模型?****
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)矿体l合模型改进与完?
目前常见模型l合Q?
截面法矿体模型(|体Q? 块体矿床模型Q均质)
改进完善模型l合Q?
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孔斯|法矿体模型Q网体)+ 半离散矿床模?
矿体模型Q实体) 块体矿床模型Q非均质Q?
半离散矿体模型构?
矿体U框模型
半离散矿体模型构?
孔斯法构Zl矿体模?
半离散矿体模型构?
半离散矿体模?
露天矿测量验?
谢谢各位专家Q?
Ƣ迎提出宝贵意见Q?
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