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基于栅格体数据的矿体剖切及动态储量计算

作　者: 唐婧
导　师: 陈学工
学　校: 中南大学
专　业: 软件工程
关键词: 三维栅格图形剖切储量计算
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 21次
引　用: 0次
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内容摘要

目前,随着空间测量技术、空间数据存储、图形学、计算机硬件等技术的日益发展,计算机越来越多地应用于三维地理信息系统和虚拟矿山等方面。本文在分析了三维栅格模型特点的基础上,主要围绕两个问题进行了研究：一是如何实现对基于三维栅格数据模型的矿体的剖切；二是如何对基于三维栅格数据模型的矿体进行动态储量计算。在基于三维栅格模型剖切算法方面,针对棱平行于坐标轴的三维栅格数据体,本文将剖切面与栅格单元投影到二维空间,再对跨越多个栅格单元的剖切面分解,通过以上两个步骤,不需要真正求栅格单元与剖切面的交点即完成数据体剖切；针对任意体块,即体块可能有取非零值的方位角、倾角或侧伏角,本文提出了一种新的基于栅格模型的剖切算法。该算法首先采用线性八叉树对三维栅格数据进行压缩存储,然后对单个体块和剖切面建立AABB包围盒进行碰撞检测,对发生碰撞的体块与剖切面,采用一个无限大的平面取代实际的剖切面计算与体块的交点,再采用多边形裁剪算法,将交点裁剪到实际的剖切面中得到实际的交区域,最后将相交区域三角化完成剖切。在基于三维栅格数据模型的矿体动态储量计算方面。本文针对传统的矿体储量计算方法只能对矿体进行静态的储量计算的问题,提出了一种可以计算矿体动态储量的算法。用户通过在xoy平面定义采空区折线和输入采空区深度范围,算法将检测出在采空区内的块体单元,然后将这些单元删除,重新计算矿体的储量。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-19
  1.1 问题的提出  9-10
  1.2 研究内容与研究意义  10
  1.3 国内外研究现状  10-16
    1.3.1 剖切算法研究现状  11-15
    1.3.2 矿体储量计算研究现状  15-16
  1.4 研究思路和关键问题  16-18
  1.5 论文的组织结构  18-19
第二章地质体三维空间数据表示  19-29
  2.1 空间数据模型  19-21
  2.2 基于体表示的空间数据模型  21
  2.3 常见的三维空间栅格模型  21-26
    2.3.1 三维体素(Voxel)模型  21-22
    2.3.2 规则块体(Regular Block)模型  22-24
    2.3.3 八叉树(Octree)模型  24-26
  2.4 三维空间数据模型的可视化  26-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章基于三维栅格数据的矿块剖切算法  29-43
  3.1 块体剖切模型建立及数据结构  29-30
  3.2 规则三维栅格数据模型的剖切  30-35
    3.2.1 规则三维栅格数据模型的数据结构  30-32
    3.2.2 算法关键步骤  32-33
    3.2.3 算法具体步骤  33-34
    3.2.4 算法速度分析与实验结果  34-35
  3.3 任意块体数据模型的剖切  35-42
    3.3.1 任意三维块体模型数据体的数据结构  35-36
    3.3.2 块体数据模型的压缩  36-38
    3.3.3 算法具体步骤  38-41
    3.3.4 算法效率与实验  41-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章基于三维栅格数据的矿块动态储量计算  43-54
  4.1 品位估算方法  43-44
  4.2 动态储量估算  44-45
  4.3 动态储量计算模型建立  45-46
  4.4 数据结构  46-47
  4.5 算法的主要步骤  47-52
    4.5.1 采空区定义区域与栅格单元交域的获取  48-49
    4.5.2 采空区定义折线与栅格单元交域的三角化  49-51
    4.5.3 与采空区定义折线的栅格单元取舍判断  51
    4.5.4 与采空区深度方向相交的栅格单元取舍判断  51-52
  4.6 实验效果分析  52-53
  4.7 本章小结  53-54
第五章总结与展望  54-56
  5.1 研究工作总结  54
  5.2 进一步研究方向  54-56
参考文献  56-60
致谢  60-61
攻读硕士期间的主要研究成果  61

基于栅格体数据的矿体剖切及动态储量计算

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