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基于OpenGL的三维巷道漫游系统的设计与实现

作　者: 孙中昶
导　师: 卢秀山
学　校: 山东科技大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: 数字矿山 OpenGL 数据结构关系数据库巷道三维可视化
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 67次
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内容摘要

“数字矿山”(Digital Mine,DM)就是实现矿山生产与安全管理的数字化和三维可视化,从而建设数字化、信息化、自动化和智能化的矿山体系。地下巷道是煤矿各要素的主要空间载体,矿山数字化建设要求具有三维特性的、适应于矿山与地质领域的地理信息系统(Geographic Information System,GIS),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。本文首先简单分析了巷道三维可视化建模国内外研究现状,然后对OpenGL(OpenGraphics Lib,OpenGL)进行了简单介绍。论文主要研究了组成巷道实体的元素,建立了各元素之间的拓扑关系,并运用C++语言描述其数据结构;详细叙述了巷道三维建模算法,给出了巷道断面建模算法以及巷道交叉处建模算法;最后利用面向对象的程序设计与编程方法结合OpenGL技术开发出了“三维巷道漫游系统”。该系统运用关系数据库技术来管理巷道数据,方便了数据的添加、删除、查询、修改。系统利用“导线点及两帮数据”实现了巷道三维建模,把三维井下巷道“展示”在计算机屏幕上,同时能够对井下巷道从各种角度实现全局或局部漫游,也能在巷道内部进行漫游。系统实现了巷道的三维可视化显示,包括三维变换、光照处理、纹理贴图等,实现场景的真实感显示。最后系统实现了部分空间分析功能,如坐标拾取、距离量测、瓦斯监测、地质体剖分等。因此,本系统在井巷工程的设计、安全生产和施工决策等方面具有一定的现实指导意义。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-16
  1.1 引言  10-11
  1.2 巷道三维建模国内外发展现状  11-14
  1.3 论文主要研究内容  14-16
2 OpenGL编程基础  16-22
  2.1 OpenGL概述  16-18
  2.2 三维图形生成步骤  18-19
  2.3 MFC下设置OpenGL图形绘制环境  19-22
3 巷道三维数据模型的设计  22-32
  3.1 巷道三维数据模型的研究  22-24
  3.2 三维巷道元素的拓扑关系及其数据结构  24-32
4 巷道三维建模算法  32-48
  4.1 巷道三维建模流程  32-33
  4.2 巷道的断面建模算法  33-39
  4.3 巷道交叉处建模算法  39-48
5 基于OpenGL的三维巷道漫游系统的实现  48-73
  5.1 巷道数据管理  49-53
  5.2 巷道三维建模的实现  53-55
  5.3 三维巷道的可视化  55-63
  5.4 三维巷道内部漫游方法及实现  63-69
  5.5 系统空间分析功能  69-73
6 结论与展望  73-75
  6.1 结论  73
  6.2 展望  73-75
致谢  75-76
参考文献  76-79
攻读硕士期间主要成果  79

基于OpenGL的三维巷道漫游系统的设计与实现

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