矿山虚拟现实系统建模技术研究

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矿体三维建模及其可视化研究的开题报告

矿体三维建模及其可视化研究的开题报告

矿体三维建模及其可视化研究的开题报告一、课题背景及意义矿体是矿山开发中的基本概念,是指矿床在地质上表现出来的有一定规模、形状、性质特征和分布规律的矿物组合体。

对矿体进行准确描述和建模对于矿山规划、开发和管理具有重要的意义。

目前,矿体建模主要采用的是基于地质模型的方法,即将矿体划分为若干个差异性较小的地质体,建立三维地质模型,进而构建矿体模型。

此外,矿体建模还需要进行可视化处理,方便矿山管理人员对矿体结构和性质进行直观的观察和分析。

因此,对于矿体三维建模及其可视化技术的研究,具有重要的理论价值和实践意义。

二、研究目的和内容本研究的目的是通过对矿体三维建模和可视化技术的研究,提高矿山管理人员对矿体结构和性质的理解和掌握,促进矿山规划、设计、开发和生产的科学化和高效化,最终达到节约资源、保护环境的目的。

本研究的内容包括:1. 矿体三维建模的基本原理和方法。

包括地质建模、三维体元建模、全局三维建模等方法的分析与比较。

2. 矿体三维建模的关键技术。

主要包括地质学、地球物理学、计算机科学等交叉学科的技术支撑,如数据采集、数据处理、数据分析、数据建模等技术。

3. 矿体可视化技术的研究。

包括虚拟现实技术、图形处理技术、多媒体技术等技术的分析和应用。

三、研究方法和步骤本研究采用的方法主要包括文献调研、实验研究、理论分析等。

其中,步骤如下:1. 进行国内外相关文献调研,了解研究现状。

2. 根据文献调研的结果,确定研究内容和思路。

3. 对矿体三维建模的基本原理和方法进行分析和比较,确定矿体三维建模的方法。

4. 对矿体三维建模的关键技术进行研究,包括数据采集、数据处理、数据建模等技术。

5. 对矿体可视化技术进行研究,包括虚拟现实技术、图形处理技术、多媒体技术等技术的分析和应用。

6. 进行实验研究,验证矿体三维建模及其可视化技术的效果。

四、预期结果通过本研究,预期可以得到以下结果:1. 矿体三维建模的基本原理和方法。

分析并比较不同的建模方法,确定最优的矿体建模方法。

Unity3D软件下的虚拟矿山仿真开发

Unity3D软件下的虚拟矿山仿真开发
Keywords Digitalmine,Virtualrealitytechnology,Unity3D,Scenemodel,Roamingsystem
虚拟现实技术为数字化矿山建设提供一个虚拟 的展示平台,可以实现矿山开采环境仿真以及开采 过程模拟,对推动矿山企业的技术发展与创新,建立 高效、绿色、安 全 矿 业 生 产 新 局 面 有 十 分 重 要 的 意 义[1]。本项目 针 对 矿 山 虚 拟 现 实 系 统 技 术 进 行 研 究,以某地下矿山为例,以 Unity3D等软件平台进行 三维虚拟矿山模型及系统集成开发,通过建立漫游
(1.SinosteelMaanshanInstituteofMiningResearchCo.,Ltd.;2.SinosteelMaanshanInstituteEngineering ExplorationandDesignCo.,Ltd.;3.NationalEngineeringResearchCerterofHuaweiHighEfficiency CyclicUtilizationofMetalMineralResourceCo.,Ltd.;4.HamiBolunMiningCo.,Ltd.) Abstract Aimingattheshortcomingsoftraditionalthreedimensionalvirtualmineinmodelbuild
SerialNo.601 May.2019
现 代 矿 业
MODERNMINING
总 第 601期 2019年 5月第 5期
Unity3D软件下的虚拟矿山仿真开发
王 靖1,2,3 刘培正1,2,3 张 鹏1,2,3 张冬冬4
(1.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司;2.中钢集团马鞍山矿院工程勘察设计有限公司; 3.华唯金属矿山资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司;4.哈密博伦矿业有限责任公司)

基于Virtools的矿山开采虚拟现实系统的研究

基于Virtools的矿山开采虚拟现实系统的研究
V r os 由法 国全 球交 互 三 维 开 发 解决 方 案 iol是 t
公 司 V R O L 所 开 发 , 虚 拟 现 实 的 一 种 开 发 工 IT O S 是
收 稿 日期 :0 0—1 2 21 1— 4
作者简介 : 杨 棋 , 士 ,工 程 师 。 硕
2 三 维 模 型 的 构 建
三 维 模 型 是 整 个 实 时 漫 游 系统 的 基 础 , 型 的 好 模 坏 直 接 影 响 了 场 景 的逼 真 程 度 。 本 文 采 用 3 s a 软 DM x
件建立复杂 的矿 山模型 , 因为其建 立 的模 型具有很 强
的逼真感与立体效 果 。

棋 : 于 Vr o 基 iol t s的矿 山 开 采 虚 拟 现 实 系 统 的 研 究
t epo or 约 束 , 样 就 使 得 人 物 行 走 在 地 e ke nf o 的 r l 这
表 之上 。
分 段崩 落 法 的采 矿模 拟 , 巷 道 、 在 矿体 、 矿 设 备 的 采 构 建方 面一 定 要做 到精 粗 有别 , 如其 中场景 采 场 、 例 巷 道等 方 面建模 要 采用 L D技 术 , 快 场景 的渲 染 O 加
速 度 。
对 于 与周 围物 体 的碰 撞 检 测 , 我们 也要 赋 予 周 围 物体 Fx dO s c i bt l e a e的属 性 , 然后 使用 Pe et o rvn 1 C . 1 in约束 , 得人 物 无法 穿墙 而 过 。 io s 使
4 实 例 技 术 应 用
ta h n a e d n o t e mi e safb h y t m. e c i g c n b o e t h n tf y t e s se

BIM技术在矿山岩土工程中的应用研究

BIM技术在矿山岩土工程中的应用研究

世界有色金属 2023年 5月下202BIM 技术在矿山岩土工程中的应用研究李宗鸿1,于海跃2*,姚 晨2,张生辉2(1.曹妃甸职业技术学院工程学院,河北 唐山 063000;2.河北科技学院 建筑工程学院,河北 唐山 063000)摘 要:BIM技术的模拟性、三维可视化、协同性等功能给矿山岩土工程领域的研究注入了更多的活力,本文阐述了BIM技术在矿山岩土工程全生命周期中的应用情况,并以基坑开挖项目为例,通过Civil3D结合钻孔布置图和地质剖面图创建地质模型,通过Revit创建建筑结构模型,并用Navisworks进行模型整合形成地质—结构整体模型,介绍了利用BIM技术进行地质模型建模的优势。

关键词:矿山岩土工程;BIM技术;基坑工程;三维建模中图分类号:TU42 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)10-0202-3Application research of BIM technology in geotechnical engineeringLI Zong-hong 1, YU Hai-yue 2*, YAO Chen 2, ZHANG Sheng-hui 2(1.College of engineering,Caofeidian College Of Technology,Tangshan 063000, China;2.Civil Engineering college, Hebei College of Science and Technology,Tangshan 063000, China)Abstract: The simulation, three-dimensional visualization and coordination functions of BIM Technology have injected more vitality into the research of mine geotechnical engineering. This paper describes the application of BIM Technology in the whole life cycle of mine geotechnical engineering, and takes the foundation pit excavation project as an example to create a geological model through civil 3D combined borehole layout and geological profile, and create a building structure model through Revit, And NavisWorks is used to integrate the models to form the geological structure integral model, and the advantages of BIM Technology for geological model modeling are introduced.Keywords: Mine geotechnical engineering; BIM technology; Foundation pit engineering; 3D modeling收稿日期:2023-03作者简介:李宗鸿,男,生于1995年,汉族,河北人,硕士,助教,研究方向:岩土工程,结构工程。

三维矢量数据矿山模型算法研究及在Blender中的应用

三维矢量数据矿山模型算法研究及在Blender中的应用

三维矢量数据矿山模型算法研究及在Blender中的应用
未来世界是资源整合的世界,数字化矿山的发展离不开各种技术资源的整合。

把虚拟现实技术资源和仿真技术资源整合到矿山应用中,是数字化矿山的重要议题。

将这两种技术运用于矿山建设及生产管理的基础是矿山模型的快速、智能、准确的三维可视化。

本文论述的矿山模型主要指地下矿山人工构筑物模型和矿山散体模型如井巷,硐室,围岩碎块及矿块等。

模型数据的组织方式决定了模型构建的准确性。

矢量数据结构数据存储冗余低,结构简单,精度高且能很好地表现出地理实体的空间分布特征,另外三维动画开源软件Blender模型数据结构是基于点线面体的三维矢量数据结构。

因此以Blender为可视化平台构建矿山模型时,利用三维矢量数据结构组织模型数据可
以使模型构建更加方便、模型准确度更高,同时可利用Blender的python应用接口实现Blender与外部资源进行数据交换,为Blender作为数字化矿山建设资源整合的平台创造基础条件。

本文试图通过Python计算机语言实现矿山模型构建算法,根据原始矿山数据计算出矿山模型的可视化三维矢量数据,然后以
Blender为可视化平台完成对矿山模型的三维自动建模及矿山应用。

研究结果表明,以Blender为平台,根据模型几何算法自动生成的三维矢量
数据模型,不仅可以准确表达地下矿山人工构筑物模型,还可以作为溜井仿真试
验中散体矿石模型以及采空区冒落模拟中组成围岩的单元实体模型。

虚拟数字矿山的研究与应用

虚拟数字矿山的研究与应用
维普资讯
矿 业 工 程
5 6
第 5 卷
第 l 期
Mi n ni g Eng n e i i e rng
20 0 7年 2月

计算机应用 ・
虚拟 数 字矿 山 的研 究 与应 用
谢 义林 汪 云 甲 朱
微 武俊 红
1 0 2 (.中国矿 业大学 ,江苏 徐 州 2 1 0 ;2 1 2 0 8 .常州市 测绘 院 ,江苏 常 州 2 3 0 )
3 1 矿 山地 形 建模 .
维普资讯 http://www.c 地形、 三维 人 文 景 观 和道 路 产 生 器 等 。它 可 以应 用

矿 山数字化 要求 实现 矿 山的可 视化 分析 , 目前
国外 已经出现不少成熟 的矿山三维可视化 分析软 件 , 如 P — n、 ioY C Mi m c I NX、 l n G C e r Vuc 、 o AD 等。 由 于 a 矿 山信息尤 其是 掘进 巷道 和地 层数 据 的复杂性 ,国 内还没有成 熟 的针对 矿 山的三 维软 件 。二维 空间数
收稿 日期 :2 0 一 O ~ 2 06 8 8 作 者 简介 :谢 义 林 ( 9 3 ) 1 8 一 ,男 ( 族 ) 汉 ,江 苏 仪 征 人 ,中 国矿 业 大 学 在读 硕 士 生 。主 要 从 事 地 理 信息 系统 、虚 拟 现 实 、数 字 城 市 的 研 究。
3 虚 拟 数 字 矿 山 的建 模 技 术
现 的库 文件 和头 文件 。可 以在 Viu l s a C++环 境下
据模 型 和数 据结 构伴 随着 GI ( S 地理 信 息 系统 )技
术 的发展 ,已经相 当成熟 。由于三 维空 间数据 的 庞 大 和复 杂性 , 目前 还没 有一个 全 面的数 据模 型及 相

VRGIS在数字矿山中的应用研究

VRGIS在数字矿山中的应用研究
反 映 矿 山 开 采 的 实 际 状 况 , 约 着 矿 山企 业 的 发 制 展 。
盛蜃| 黛霸 蘑 簦器
. .. ..… … 一 一 …
等 。研究 区 三 维模 型将 使 用 X D—dt 发 。X D 3 E i开 3—
E i编辑器是 由 We3 d t bD联盟提供 的专业 的 X D软 3

要 : 统 的二 维地 图管理 模 式具 有静 态性 、 部 性 、 更 新 以及 三 维 可视 化 能力 严 重不 足 传 局 难
等 缺 陷 。虚 拟现 实技 术 的发展 为解 决这 一 问题 创 造 了条件 。研 究论 述 了三 维场 景建模 的过 程 以及
矿 山数 据库 设计 方 案 , 并探 讨如何 运 用 X D 关键 技 术 , 3 实现矿 山虚拟现 实地理信 息 系统 ( R I) V GS 。
勰 … 、
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件 开 发工具 , 图 1 示 。 如 所
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数字化矿山(三维建模)经验浅谈-彭南良

数字化矿山(三维建模)经验浅谈-彭南良

数字化矿山设计经验浅谈彭南良2012年(中冶长天国际工程有限公司矿山分院,长沙)一、数字化发展现状1、数字矿山概念及前景数字矿山是数字地球的具体应用和具体体现,是数字化、智能化、自动化、信息化技术在采矿生产中的具体应用,目的是为了从根本上改变矿山传统的生产模式,实现矿山安全、高效、经济开采。

2、数字矿山的国外应用现状20世纪90年代,国外矿山已经在矿业软件应用、三维矿床模型的建立、储量和品位计算、设计和计划优化、生产调度和指挥等领域全面实现了计算机化和网络化;矿业发达国家重点转向智能矿山、自动化采矿技术的研究与应用,并已取得了丰硕成果。

3、数字矿山的国内应用现状国内矿山则通过建设“数字矿山”来实现矿山的信息化、数字化,以此为基础开展研究与开发建设工作。

多所高等院校、科研院所相继设立了与数字矿山有关的研究所、研究中心、实验室或工程中心。

如中南大学2005年设立了数字矿山实验室;北京科技大学2006年设立了数字矿山实验室;2007年,东北大学设立了3S与数字矿山研究所;中国矿业大学设立了矿山数字化教育部工程研究中心。

神华集团、首钢矿业公司、山东黄金集团下属的焦家、新城和三山岛等矿山、南京梅山铁矿、安徽冬瓜山铜矿、云南会泽铅锌矿等企业或矿山围绕矿业软件应用、过程自动化、安全生产、经营管理等内容在实现装备现代化的同时,在提高矿山信息化、自动化,设计计划优化、井下采矿生产过程监控技术、设备与人员的智能调度技术、井下安全监测、人员定位、决策支持智能化、建设数字矿山方面做出了突出成绩。

4、技术层面现状(1) 地质资源、地矿工程的可视化方面地质资源、地矿工程的可视化主要靠商品化的矿业软件来实现;GEMCOM(Surpac)、Micromine、Minesight、Datamine等国外矿业软件在国内矿山应用较广泛。

最近几年,国内矿业软件如Dimine、3Dmine等有了长足的发展,占领了一定的市场分额,取得了较好成绩。

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矿山虚拟现实系统建模技术研究
摘要:本文研究了虚拟现实建模过程中的相关技术问题,提出了一种3d虚拟矿山静态建模方法,并运用3ds max建立了虚拟矿山三维静态模型,包括井下巷道和井上建筑等三维实体建模,取得了较
好的初步应用效果。

关键词:虚拟现实静态建模vrml
中图分类号:tp391.9 文献标识码:a 文章编
号:1674-098x(2011)07(b)-0042-01
1 引言
虚拟现实技术是计算机技术发展到一定阶段的产物,随着虚拟现实技术的不断发展,将虚拟现实技术应用于矿山建设逐渐成为矿山数字化研究的热点,目前市场上出现不少成熟的矿山三维建模软件,如3ds max、gocad、maya、vrml等。

本文研究虚拟现实建模过程中的相关技术问题,并运用3ds max建立了虚拟矿山中的矿井静态建模。

虚拟现实技术(virtual reality)的基本特征有沉浸性、交互性和构想性。

它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术等多种技术,对人的视觉、听觉、触觉等感觉器官的功能进行模拟,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建一种人性化的多维信息空间[1]。

3d studio max简称3ds max,是autodesk公司开发的基于pc系
统的三维动画渲染和制作软件。

其主要特点包括:丰富的插件;操作简单;较好的兼容性;效果逼真。

目前,3ds max被广泛应用于广告、影视、工业设计、多媒体制作以及工程可视化等领域[2]。

2 建模目标的获取及三维建模
2.1 建模目标体信息的获取
目标体是场景中目标建模的基础,工程图纸、目标体的机械图纸和实地考察是获取目标体的通用方法。

建模目标体大致可以分为井上部分和井下部分,如图1所示。

井上目标体包括:建筑物、机械设备、道路等。

井下目标体包括:竖井、巷道、水管、矿车等。

作者通过对河北省某铁矿的实地考察、了解矿井的详细情况,为建立矿井模型做了充分的准备[3]。

2.2 矿山系统实体建模
井上目标体建模需要了解建筑物、地表、机械设备、道路等外形构造,我们使用3ds max对目标体分别进行建模,图2为构造的井架模型。

通过合成技术把井上的目标体合成到一起,调整标体的比例,从而使整体具有一定的协调性。

井下实体建模时,
主要对竖井、巷道、矿车、采掘面、线路管道等目标体的建模。

由于巷道之间复杂的空间关系和巷道的几何不规则性为井下建模
带来了一定的难度。

巷道建模时,根据矿井结构的特点,首先建立中间层巷道,从而比较容易确定不同水平之间位置关系,建立整体的
框架,便于快速建模。

在中间水平模型建好之后进行上一水平面巷道的按照这个顺序完成整道建模。

完成巷道的整体模型之后把其他
井下目标体合成到巷道之中,并调后设置最后把井上把部分和井下部分进行组合,最终形成整体模型[4][5]。

3 实现方案
由于矿山系统庞大、设备众多,并随着各种模型的建立、纹理渲染等工作的展开,使得计算机运行速度明显减慢。

要想使模型系统更加真实就要求各个部分的模型尽量精细化,但是模型的细化必然影响计算机的运行速度。

处理好这对矛盾是本课题的难点。

具体解决方案:(1)充分运用3ds max中的插件,如quicksilver渲染器,板岩材质编辑器、贴图和建模功能等。

插件的充分利用不仅可以使模型过程简化,而且能够保证很好的模型的真实性。

(2)对象重用:在虚拟场景中,许多模型是相同的,把相同的模型进行统一管理,这样不但减少了编码过程中的复杂性,而且减轻了系统开销,加快了浏览速度。

(3)设置可视范围:在固定的可视范围内的场景模型可以显示出来,而在该范围以外的场景模型是不显示的,这样可以加快浏览速度,减少系统开销。

4 结论
本文研究了矿井的静态建模方法,并将建模结果初步应用于生产实际,对井下员工的培训起到了一定的作用。

可以期待随着相关研究的深入,建模方法得到进一步完善,应用3ds max虚拟仿真软件可以很方便地实现场景的虚拟仿真。

随着虚拟现实技术在矿山建设中的广泛应用,矿山数字化建设的逐步完善,虚拟现实技术将有助于提高我国资源生产效率,提高安全生产水平。

参考文献
[1] 张金钊,张金摘,张金锐.虚拟现实三维立体网络程序设计语言vrml[m].北京:清华大学出版社,2004.
[2] 蒋毅.3dstudiomax软件在虚拟现实技术上的应用[j].硅谷,2009,(4):78.
[3] 王志杰等.基于虚拟现实技术的矿山三维建模、显示及漫游系统[j].测绘工程,2006,15(4):45-47.
[4] 孙麒,刘迎春,徐春霞.基于vrml的虚拟场景漫游实现[j].计算机工程与设计,2008,29(14):3748-3751
[5] 谢义林等.虚拟数字矿山的研究与应用[j].矿业工
程,2006,5(1):56-59.。

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