基于GIS的矿区开采沉陷三维可视化技术研究[S].doc

基于GIS的矿区开采沉陷三维可视化技术研究[S] 英文题名 3-D Visual Technology Research Based on GIS for Mining Area Exploited Subsidence 专业 大地测量学与测量工程 关键词 地理信息系统; 开采沉陷; 概率积分; 数据叠加; DEM; TIN; 可视化; 软件开发; 英文关键词 GIS; Mining Subsidence; Probability Integral; Data Overlapping; DEM; TIN; Visualization; Software design; 中文摘要 三维可视化技术是计算机技术和信息技术发展的一个热门研究方向。地理信息系统是一种具有收集、处理、存取、管理、分析和决策等功能的空间信息系统。三维可视化技术和GIS技术的结合,通过视觉效果来对信息进行直观获取,可以解决二维平面上以图形符号来表达空间世界的局限性。 在分析地形可视化理论和应用现状的基础上,本文通过对矿区地形和开采沉陷数据的处理和分析,建立DEM,以实现矿区开采沉陷的可视化。本文重点研究以下三个方面 1.数字高程模型的数据获取。首先从CAD地形图里提取地形地物信息,详细介绍高程点和等高线的提取,并剔除高程点和等高线数据的粗差;其次对地物进行分层提取,获得开采前各个地形地物的数据;然后结合顾桥矿地质采矿条件,应用概率积分法获得预计下沉数据;最后为方便数据统一管理,进行格式转换。 2.介绍TIN的数据结构、特点和生成算法,通过对沉陷区地面高程的处理,融合预计下沉数据和原始地形数据,获得开采沉陷区域的地面高程模型;通过建立开采区的地物模型,依据区域的地质条件、地表状况、水域分布等地理因素和视觉效果,采用分层着色模式,实现受开采影响的沉陷区域的三维可视化。 3.对目前流行的系... 英文摘要 Three dimensional visualization technology is apopular research direction in computer technology and ination technology development. Geographic ination system is a spatial ination system which has the function such as collection, processing, access, management analysis and decision-making. The union of three dimensional visualization technology and the GIS technology, carry on the direct-viewing gain ination comes through the visual effect, it can solve the limitation which 2Dtwo-dimensiona... 摘要 5-6 ABSTRACT 6-7 1 绪论 11-17 1.1 矿山开采沉陷的危害 11-12 1.2 选题目的 12-13 1.3 课题研究国内外的研究动态、水平 13-15 1.3.1 三维可视化的研究现状 13-14 1.3.2 矿山三维可视化研究的现状 14-15 1.4 本文的主要思路和研究内容 15-17 2 DEM 数据的组织与预处理 17-37 2.1 数字高程模型概述 17-18 2.2 DEM 数据来源及方法 18-20 2.2.1 影像 18 2.2.2 地形图 18-19 2.2.3 地面测量 19-20 2.2.4 获取DEM 数据的常规方法 20 2.3 顾桥煤矿概率积分法移动变形预计 20-30 2.3.1 地表移动变形预计模型 20-24 2.3.2 顾桥矿11171首采面地表移动变形预计 24-30 2.4 数据的重整 30-36 2.4.1 高程点的提取 30-32 2.4.2 等高线的提取 32-33 2.4.3 剔除数据中的粗差 33-34 2.4.4 其他地物类型的提取 34-35 2.4.5 DXF 格式转换成SHP 35-36 2.5 本章小结 36-37 3 三维可视化 37-52 3.1 TIN 的建立 37-43 3.1.1 TIN 的数据结构 37 3.1.2 TIN 的特点 37-38 3.1.3 TIN 的生成算法 38-40 3.1.4 三角网的内插 40-42 3.1.5 等高线追踪 42-43 3.2 沉陷区地面高程处理 43-47 3.2.1 简单的叠加 43-44 3.2.2 开采沉陷值的转换 44-45 3.2.3 插值的实现算法 45-47 3.3 开采区的地物模型生成 47-50 3.3.1 建筑物的模型 47-48 3.3.2 道路模型的建立 48-50 3.3.3 绿化地、植被、水系模型的建立 50 3.4 地形可视化的分层着色模式 50-51 3.5 本章小结 51-52 4 软件设计及实例分析 52-66 4.1 开发技术及环境 52-56 4.1.1 开发技术 52-53 4.1.2 开发环境 53-54 4.1.3 选择ArcEngine 进行二次开发 54-56 4.2 三维可视化应用程序开发构架 56-59 4.2.1 软件总体架构 56-57 4.2.2 数据组织与管理 57 4.2.3 可视化核心模块 57-58 4.2.4 三维分析应用平台 58-59 4.3 实例分析 59-66 4.3.1 系统开发环境 59 4.3.2 三维地形建模 59-62 4.3.3 相关操作 62-66 5 结论 66-68 参考文献 68-72 致谢 72-73 2.4.5 DXF 格式转换成SHP 35-36 2.5 本章小结 36-37 3 三维可视化 37-52 3.1 TIN 的建立 37-43 3.1.1 TIN 的数据结构 37 3.1.2 TIN 的特点 37-38 3.1.3 TIN 的生成算法 38-40 3.1.4 三角网的内插 40-42 3.1.5 等高线追踪 42-43 3.2 沉陷区地面高程处理 43-47 3.2.1 简单的叠加 43-44 3.2.2 开采沉陷值的转换 44-45 3.2.3 插值的实现算法 45-47 3.3 开采区的地物模型生成 47-50 3.3.1 建筑物的模型 47-48 3.3.2 道路模型的建立 48-50 3.3.3 绿化地、植被、水系模型的建立 50 3.4 地形可视化的分层着色模式 50-51 3.5 本章小结 51-52 4 软件设计及实例分析 52-66 4.1 开发技术及环境 52-56 4.1.1 开发技术 52-53 4.1.2 开发环境 53-54 4.1.3 选择ArcEngine 进行二次开发 54-56 4.2 三维可视化应用程序开发构架 56-59 4.2.1 软件总体架构 56-57 4.2.2 数据组织与管理 57 4.2.3 可视化核心模块 57-58 4.2.4 三维分析应用平台 58-59 4.3 实例分析 59-66 4.3.1 系统开发环境 59 4.3.2 三维地形建模 59-62 4.3.3 相关操作 62-66 5 结论 66-68 参考文献 68-72 致谢 72-73 2.4.5 DXF 格式转换成SHP 35-36 2.5 本章小结 36-37 3 三维可视化 37-52 3.1 TIN 的建立 37-43 3.1.1 TIN 的数据结构 37 3.1.2 TIN 的特点 37-38 3.1.3 TIN 的生成算法 38-40 3.1.4 三角网的内插 40-42 3.1.5 等高线追踪 42-43 3.2 沉陷区地面高程处理 43-47 3.2.1 简单的叠加 43-44 3.2.2 开采沉陷值的转换 44-45 3.2.3 插值的实现算法 45-47 3.3 开采区的地物模型生成 47-50 3.3.1 建筑物的模型 47-48 3.3.2 道路模型的建立 48-50 3.3.3 绿化地、植被、水系模型的建立 50 3.4 地形可视化的分层着色模式 50-51 3.5 本章小结 51-52 4 软件设计及实例分析 52-66 4.1 开发技术及环境 52-56 4.1.1 开发技术 52-53 4.1.2 开发环境 53-54 4.1.3 选择ArcEngine 进行二次开发 54-56 4.2 三维可视化应用程序开发构架 56-59 4.2.1 软件总体架构 56-57 4.2.2 数据组织与管理 57 4.2.3 可视化核心模块 57-58 4.2.4 三维分析应用平台 58-59 4.3 实例分析 59-66 4.3.1 系统开发环境 59 4.3.2 三维地形建模 59-62 4.3.3 相关操作 62-66 5 结论 66-68 参考文献 68-72 致谢 72-73