矿山三维GIS研究进展.pdf

第2 5 卷 2 0 0 6 生 第4 期 7 月 地 质 科 技 情 报 Ge ol o gi c a l Sc i e nc e a nd Te c hn ol o g y I n f or m a t i o n V0 1 ． 2 5 No ． 4 J u 1 ． 2 0 0 6 矿山三维 G I S研究进展 刘 征， 郑贵洲 中国地质大学信息工程学院 。武汉 4 3 0 0 7 4 摘 要 矿山 三维G I S 利用3 D数据结 构来描述矿山 三维实 体， 利用可 视化、 虚拟现实等技术实现 矿山数 据的三维显示。 矿山三 维G I S 可有效 地提供矿山三 维数据的整合处理方法， 完 成矿山 数据的三维 建模及可视化， 实现多源数据的空间分析， 指导矿山 规 划和监控。 关键 词 矿山； 三维地理信息系统； 3 D数 据结构； 可视化； 虚拟现实； 三维 建模； 空闻 分析 中图分 类号 P 6 2 8 ． 5 文献标 识码 A 文章编 号 1 0 0 0 7 8 4 9 2 0 0 6 0 4 0 1 0 9 0 4 1 矿 山三维 GI S研究现状 1 ． 1 国 外研 究现 状 自2 0世纪 7 O年代 中期开始 ， 西方主要 国家开 始成 立 采 矿 软 件 公 司 研 制 采 矿 软 件 。1 9 9 6 ～ 1 9 9 9 年分别在英 国 L e e d s 、 新 西兰 Ot a g o 、 英 国 B r i s t o t 、 美 国弗 吉尼 亚州 F r e d e r i c k s b u r g 举 行 的 4 次 地质 计 算 机会议 内容都 涉及矿 山的建模 、 模拟 和可 视 化[ 1 ] ， 1 9 9 7年 1 1 月 在澳 大利 亚西部 的 弗里 曼特 F r e ma n t l e 举行 的第 十届 国际 矿 山测 量 学术 大会 讨 论 了矿 山的三维制 图[ 2 ] 。2 0 0 0年 d e Ke mp [ 3 ] 以太古宙科 帕蒂纳组 阿比提 比绿岩带 为例 ， 建立 了构造场数据 的三 维可 视 化 模 型 。加 拿 大 、 澳 大 利 亚 、 美 国 、 英 国 相继推出了一些有代表性的矿山模拟与矿业应用软 件 系 统 ， 比较 有 影 响 的 有 基 于 Un i x的 L YNX、 Vu l c a nMa p Te c 、Da t a mi n e 、M i n c o m、M e d y s y s t e r n 、 P C Mi n e 、 S u r p a c 、 M KE a g l e s ； 基 于 P C 机 的 M i c r o m i n e，Ge m c om ，M i nc o m ，M i n e M a p，LyNX， Vu l c a n和基 于 NT 的 Vu l c a n 。这 些 软 件涉 及 的领 域 包括 矿 山模 拟 、 矿 业 应用 、 开采 评 估 、 设 计 规 划 、 生产管理等[ 4 ] ， 并在世界许多采矿国家得到应用 。 由于二维 GI S无法描 述诸如地质体 、 矿 山、 海 洋 、 大气等地学真三维数据场， 因此， 三维 GI S的理 论和应用研究与日俱增 。9 O年代 ， 随着三维 GI S理 论 的不 断 成 熟 ， 真三 维 GI S的研 究 向实用 化 方 向发 展 。加拿大 、 澳大利亚 、 英国、 南非等国还相继推出 了一 批 在 矿 山 和 工 程 地 质 领 域 得 到 推 广 应 用 的 3 D GMS软件 ， 目前 ， 比较优秀的真三维 GI S软件有 德 国 wAS Y 公 司的 F E F L OW 等 。 1 ． 2 国 内研究现 状 由于矿 山数 据 的复 杂性 等客观 原 因 以及 长 期 以 来企业过于追求短期经济效益， 致使中国在矿 山资 源开发中存在信息化程度低 、 对已有的矿 山数据利 用率低 、 安全生产状况不容乐观等现象。有关数据 显示【 6 ] ， 就信息技术在矿山生产 中的应用程度而言 ， 中国与发达 国家相 比至少存在 1 O年左 右的差距。 目前 中国的三维矿 山模拟软件 尚不 十分成熟 ， 与国 际水平 相 比有 较 大差距 ， 不 能满 足矿 山建 模 的需要 ， 仅仅只做了一些探索性的应用研究工作。例如 ， 吴 立新等[ 7 基于 L YNX软件进行 了三维地 学模拟体 视化技术在煤矿的应用研究； 陈郑辉等[ 8 ] 基于 Vu l c a n 软件进行了阿舍勒铜锌矿床三维立体模型的研究。西 安煤 田航测 遥感公 司应用 R S与 GI S技术 在航 空地质 测量、 煤田预测等任务中取得了多项成果[ 9 ] 。 近 年来 中 国在开发 自主版权 的三维 矿 山模拟 软 件方面取得了一定的进展。例如 ， 吴立新等Ⅱ o ] 基于 加 拿 大 Ap o l i o科 技 集 团 Ti t a n GI S 3 ． 1的 基 础 控 件， 结合 中国矿山的实际需要， 开发了矿山地理信息 系统TT MGI S 2 0 0 0 I 煤炭科学研究总院唐 山分 院开发 了矿 山测 量 图绘制 和测 量数 据管 理软 件[ 1 。 2 矿 山三维 GI S实现技 术 2 ． 1 科 学 的数据模 型 矿 山三 维 GI S的建 立 是一 个 复杂 的过 程 ， 要 正 确地表 达 地层 、 矿 体 、 断层 间复 杂 的空 间 形 态 关 系 ， 必须考虑许多特殊 的制约 因素及 相关 的地 质学原 理， 必须选择合适 的模拟方法 ， 根据矿体分布的成层 收稿 日期 2 0 0 5 - 0 8 - 1 0 编辑 t 杨勇 作者简介 t 刘征 1 9 7 5 一 ， 男 ． 助理研究员 ， 主要从 事三维 G I S、 通信 GI S研究． 维普资讯 l 1 O 地 质 科 技 情 报 性 、 方 向性 、 各 向异 性 、 不 连 续性 等选 择 合 理 的三 维 数 据 结构 、 三维 数 据 模 型 。 目前 主 要 的三 维 数 据结 构 有不 规则 三 角 网 TI N 、 三 维 栅 格 Ar r a y 、 八 叉 树 Oc t r e e 、 实体结构 几何法 C S G 、 四面 体格 网 T E N E 1 2 - 1 4 3 等 。 TI N是 由一 系列 不 规 则 的离 散 点 构 成 的 三 角 网 ， 是 一种 基 于表面 表示 的数 据结构 ， 可 以进行 2 ． 5 维 的地形 与表 面表示 。虽 然它 并不是 一种 真三 维 的 数 据结构 ，但在 表 达矿 山 地形 表 面 、 煤 层 顶 底 板 等 面状实体时非常有用 。三维栅格结构将空间划分成 三维阵列 ， 将地理实体的三维空间分成细小的体元， 由体元的三维行 、 列 、 深度号来表示地理实体的空间 位 置 。三维 栅 格结构 由一 个 紧密 排列 充 满三 维 空间 的体元构成 ， 在表示连续分布的不规则矿体 、 自然实 体和矿山构造、 建筑 物 如巷道 时，具 有明显 的优 越性 。八 叉树 是 一 种 较 为有 效 的 表 示 物体 的 方 法 ， 是 四叉树 在 三维 上 的扩展 。它 用层次 式 的三维 空间 子 区域 的划 分来代 替 大小 相 等 、 规 则 排 列 的 三维 栅 格 ， 可以用来描述矿体之类的不规则物体对象。实 体结构几何法是通 过预定义好的 、 具有规则形状的 基本体元 的组合来 表示 一个 物体 ， 如立方体 、 圆柱 体 。体元 之 间 的关 系包括几 何变换 和 布尔操作 。 C S G表示 的通 常是 一个 布 尔树 结 构 叶结 点对 应 布 尔操作 ， 这种 结构 适 合 表 示 规 则 形状 的物 体 ， 如矿 山中的巷道、 坑道等 。四面体格 网是不规则三角网 TI N 向三维的扩充 ， 是以四面体 为最基本的体素 来描述对象。这种结构具有体元结构简单、 几何变 换快速、 拓扑关系处理和显示快速等优点， 既可以描 述建筑物等规则 物体 ， 也 可以表示矿体、 地表、 地层 等不规则物体 。 在矿 山应用 领 域 中 ， 大 量的极其 不 规则 的断层 、 地质体 、 钻孔、 矿体、 坑道、 井筒 、 巷道等在三维描述 与 显示 方 面非 常复 杂 ， 因此 ， 只利用 一种 唯一 的数据 结构难 以描述空间整体[ 1 。 3 ， 矢量结构难 以解决实体 内部 的不 均匀现 象 ， 栅 格 结 构 无 法 满足 拓 扑 关 系分 析的要求 。为了解决 以上 问题 ， 龚健雅等口 。 3 以矿山 应 用 为背景 ， 提 出 了几种新 的空间对 象类 型 ， 探 讨 了 用 矢量 与栅 格混 合 的数据 结构 以及 面 向对 象 的数据 模 型来 表 达 各 类 三 维 空 间 的对 象 。李 清 泉 与 李 德 仁 L 1 B ] 发展 了用 于 地 质 、 海 洋 等 领域 基 于 八叉 树 和 四面体格网的混合模 型。李 青元[ 1 。 3 从矿 山领域的 应 用 出发 ， 提 出 了 三 维 矢 量 结 构 GI S 的 结 点 、 边 、 环 、 曲面 片 、 曲 面 体 之 间 的 5组 拓 朴关 系 。吴 立 新 等[ 2 研究 了基 于三棱柱体体元在三维地质建模 中 的应用 。由于地学对象赋存形态各异， 各种模型又 都有其优缺点 ， 因此 ， 有必要将它们集成在一起， 以 实现对 三维地 质 空 间现 象 的有 效 、 完 整 的 描 述 。现 阶段结 合不 同的应 用 目的 ， 发 展 三 维空 间数 据 模 型 的集成方法具有重要的现实意义。空间数据模型的 集 成是 充分 利用不 同 的数 据模 型在 描述 不 同空 间实 体时所具有的优点 。 2 ． 2 可视 化技 术 传统的可视化方法是将一些软件包应用到一些 特 殊的 研 究 中 ， 例 如 ， 在 矿 山 工 业 中 利 用 Mi n e s c a p e 、 Mi n e x和 Vu l c a n等软件包。利用软件包 的缺 点 是需 要 有经 验 的操 作 员 定 位 和 抽 取 可 视 化 的 信 息 。矿 山三 维 GI S的 建 立 不 仅 仅 依 赖 于 已 有 的 软 件 包 ， 而且更 多地 利 用 色彩 处 理 、 光 线 处 理 、 纹 理 映 射 、 动画、 雾化效果 、 透 明处理等最原始 的三维可视 化 技术 。光 照 、 材质 与纹 理 的有效 利用 ， 有助 于实 现 矿山三维数据的可视化， 实现在三维虚拟世界 中对 具有形体的矿山信息进行操作和分析。通过设置光 照 方 向、 角度并 调 整透 明度来 改善 视觉 效果 ， 突 出 目 标特 征。 目前， 三 维 可 视 化 接 口软 件 Op e n G L、 QD3 D Qu i c k Dr a w3 D 、Di r e c t 3 D、Gl i d e 、P o we r S GL L 。 l J 已较普 及 。Op e n G L具 有 1 2 0多 个 功 能 强 大 的函数， 开发人员可以利用这些函数来构造矿体模 型， 实现矿山三维图形的实时交互 。QD 3 D则完全 面 向对象 ， 可 以利用 具 有 内在 特征 如 光 照 、 几 何 变 换和纹理映象等 的新的对象实例， 简便地构造三维 模 型 。D i r e c t 3 D 与 QD3 D一 样 ， 也是 一 种 简 洁 的 面 向对象的可扩充体系结构 。这 3种三维软件各具特 点 ， 在 进行 矿 山现象 的可 视化处 理 时 ， 可 根据 运行 环 境 和功能需 要进 行选择 。O p e n GL除 了提 供点 、 线 、 多边形等基本几何图元 的绘制 函数外 ， 还提供 了部 分三维实体 球 、 锥、 多面体等 以及复杂曲线和曲面 的绘制函数 。矿体作 为一个真正的三维 实体模型 ， 仅 仅 绘 制 出 曲 面 是 不 够 的 ， 必 须 进 行 后 续 处 理 。 Op e n GL可对 矿体 进行 着色 、 纹理 处 理 等细 化 加工 ， 并 运用 一定 的光 源设 置 ， 使 三维 矿 体 的 显示 更 加逼 真。例如 ， 曹代勇等[ 2 2 ] 研究了 Op e n GL在三维地质 模 型可 视化 中的应 用 。Ma r s c h a l l i n g e r 等[ 船 应 用 可 视化环境完成了地 质材料微构造的三维重建 ， 利用 图像 、 动画 、 视频 、 电影 、 虚拟 现实 等技 术在 网上 实现 地 质材 料三维 模 型的可 视化 。 2 ． 3 虚 拟现 实技 术 近 年来发 展 起来 的虚 拟 现 实 VR 技 术是 一 种 可 以创造和体验虚拟世界的计算机 系统 ， 能够充分 反 映三 维矿体 的形 态 ， 同时 又 加 强 了人 机 交互 的能 力 ， 为三维矿体 的动态显示提供 了新 的研究思路 。 利用 VR技术可实现矿山三维模型的动态显示 ， 全 方位 、 多视 角地 动态观 察 ， 多种 实 时 的数 据 漫游 和浏 维普资讯 第 4期 刘征等 矿 山三维 GI S研究进 展 览 ， 多样化的图形显示控制方式 ， 预先编辑飞行观察 路 线 ， 然 后沿 模拟 的飞 行路 径从 空 中动态地 、 多方 位 地观察感兴趣 的地段 。虚拟现实技术常用于大比例 尺 矿 山生 产 数 据 的 可 视化 。例 如 ， L e B l a n c等[ z 4 3 利 用 VRML成功 地在 澳大利 亚 C a l l i d e和 Ap p i n C o l l i e r i e s 地 区建 立 了澳大 利亚 露天 和 地下 矿 山操 作模 型 ， 包括 动 态钻探 、 车辆 轨 迹的 原型 和外部数 据库 的 获取 。R u s s 等 [ 2 利 用 VR ML建 立 了 澳 大 利 亚 历 史上比较重要的西部 C o r n wa l l 废弃矿山遗址 模型。 L e B l a n c 等利用低成 本的虚拟 现实 I n t e r n e t 技 术、 J a v a 、 C o s mo P l a y e r l和 Ne t s c a p e we b b r o ws e r 整合 并合成了复杂矿山数据 。最近， C S I R O 澳大利亚联 邦科学与工业研究组织 开发 的矿 山虚拟现实系统 取得 了新进展 ， 在澳大利亚矿山工业中应用广泛， 使 矿 山数 据 的评 价 和通 讯 更 便 利 。VR具 有 直 观 、 面 向对 象 等特点 ， 对 三 维 矿体 进 行 可 视化 显 示 时 不需 要太复杂的数学和图形知识， 而且还能够方便地实 现用 户 交互 功能 。这是 空 间数据 可视化 最有 发展前 途 的新领 域 ， 已成 为 大 家关 注 的热 点 ， 也 是研 究 、 利 用数 字地 球 资源 的重要 工具 。 3 矿 山三维 GI S的主要功能 3 ． 1 矿 山三维 数据 的整 合处理 矿 山 三 维 数 据 的 获 取 方 式 多 样 ， 包 括 测 量 遥 感 、 全球定位系统 、 数字摄影测量 、 常规地面测量和 井下 测量 等 、 勘探 钻 探 、 槽 探 、 山地工 程 、 物探 、 化 探等 、 传感 各类接触式与非接触式矿 山专用传感 与监视设备、 仪器采集系统， 如应力传感 、 应 变传感、 瓦斯传感 、 自动监测、 机械信号与故障传感 、 工业 电 视 、 文档 录 入 法 规 、 法 令 、 文 件、 档 案、 统 计 数 字 L 2 。矿山三维数据涉及诸多方面 ， 包括地质 、 资 源 、 采矿、 水文、 测量、 管理、 建筑 、 经济、 机 电、 运输 等 。主要 的 数据 源 有 地形 数 据 、 DE M 数 据 、 矿 山土 地 利用 数据 、 钻 孔 数据 、 地 质 构 造 数 据 、 地 球 物理 数 据 、 矿产 数据 、 采 掘工 程图 、 井上 下对 照图 、 环境监 测 资料 、 矿 山建 筑 资料 等 。矿 山 三维 数 据 除 了三 维 几 何和属性信息外 ， 还有一种动态信 息。在矿山的生 产过 程 中 ， 矿 山生产 和周边 环境在 不 断地变 化 ， 一 部 ．分 矿 山数据 在不 断地更 新 ， 例如 ， 随着 工作 面 的不 断 推进 ， 上 覆岩 层 的破 坏 、 断 裂 、 垮 落 是一 个 动 态 发 展 的过 程 ， 矿 山压力 的重新 分 配将会 引发 矿井 水 、 瓦斯 分 布的 动态 变化 等[ 2 。矿 山三维 数 据具 有 多 源性 、 复杂 性 、 时空性 、 关 联性 、 动 态性等 特点 ， 因而 具有不 同的格式和规范， 在使用前必须进行有效地整合和 处 理 。来 自地质 图 、 地 形 图和构造 地质 图的边 界 、 断 层、 褶皱、 DE M， 2 D或 3 D地震反射剖面数据， 勘探 数据等 ， 这些数据必须被数字化后才 能输入 3 D建 模 系统 中 。地 上凿 洞 、 钻 孔 和特 性 数 据 是 原始 的简 单数据 ， 通过直接观察和测量即可得到， 并能直接用 于 3 D建模系统中。卫星、 航 空遥感 数据必须通过 交互解释来提取有用信息， 部分卫星、 航空及扫描数 据 在 3 D模 型处理 过程 中常用 作模 型 的纹理 。 3 ． 2 矿 山三 维建模 与可 视化 矿 山勘查 得 到 的数 据 为 一 系列 离 散 的 、 不规 则 的数据 ， 空间分布极不均匀。矿体形成条件的复杂 性和后期改造及其他 因素的影响， 使许 多现实中本 身就不连续、 突变的实体更加复杂 。矿山三维实体 建模的主要任务是用一定的三维数据结构来有效地 描 述和 表达矿 山 三维实 体间 复杂 的关 系 。矿 山三维 GI S能 提供各 种 矿 山三 维 实 体 建模 的 方 法 ， 包 括 网 格化、 三角剖分及各种空间插值方法； 建立矿山工作 面 3 D模 型 ， 如 采 石 场 、 巷 道 、 坡 道 、 放 矿 溜井 ； 利 用 钻孔数据创建矿体三维模型； 允许用户从不 同角度、 不同方位和不同距离观察矿山三维数据和模型， 交 互式定义 2 D剖面位置， 显示任意位置的切平面、 剖 面 图 ， 显 示矿体 与地 形交 切线 在三 维空 间 的特征 、 在 二 维 平 面 的 投 影 ， 通 过 XY Z轴 方 向 剖 面 可 观 察 Xy、 XZ和 Y Z不同面的矿体， 在 2 D剖面和平面图 中检验 3 D解释的正确性 ； 允许 规划 3 D观察 的 内 容， 可视化岩石 、 构造 、 矿体及其他数据 ， 掀开地表观 察地下矿体、 矿井结 构， 因体空 间具有一定 的透明 度 ， 可穿透矿体 ， 由外部直接看到内部的各种界面； 矿体三维模型可完成钻孔 柱状 图、 剖面 图的 自动生 成 以及 图层 的维护 ， 其 中含巷 道的 延伸 、 导线 控制 点 的编 辑 、 工 作面 收 尺线 的绘 制 、 圆弧 的 绘 制 、 工 作 面 采空 区 的延 伸 等 自动 填 图功能 。 3 ． 3 矿 山数 据 的三维 空 间分析 空间分析是 GI S的核心 ， 但二维 GI S不能满足 矿山空间分析的需要 ， 矿山三维实体 的实时分析只 有依 靠三维 矿 山 GI S才 能完 成 。矿 山三 维 GI S能 够通过编辑三维多源数据库， 提供一些 执行 3 D模 型分析的方法。矿山数据 的三维空间分 析包括 矿 山三维空间数据库和属性数据库的访 问和关联 ； 图 示 查询 、 信息 查询 、 图数 互 查 、 条 件 查 询 等 灵 活 多样 的查询方式 ； 实体间相互关系分析， 如矿体与围岩、 2 个 相邻 或不相 邻地 层 、 构造 与煤 层 、 构 造 与矿体 之 间 的相关 分析 ； 矿 山三维 网络拓 扑关 系分 析 ， 给 出任一 体域内与分析矿体上下左右前后相邻的矿体、 围岩； 不同类 型的构造数 据分析， 如接触 、 岩层 、 褶 皱、 断 层 、 岩脉 ； 根据实际要求对各种 矿山实体 的定 量分 析 ， 例如， 矿体体积、 吨位、 级别的计算及地表沉陷 的预测， 以提供生产需要的信息； 地 下隐定性分析、 维普资讯 l l 2 地 质 科 技 情 报 2 0 0 6 生 古 水 流分 析 沉 积 矿床 、 塌 陷土地 状 况分析 、 矿业 权 叠加 分析 。 3 ． 4 矿 山的规 划评 估 及安全 监控 矿 山三 维 GI S使 矿 山 规 划 更 合 理 。以 煤 矿 山 为例 ， 矿 山 三 维 GI S可 进 行 压 煤 储 量 、 压 煤 开采 动 态 、 伴 生资 源管理 及保 护煤 柱设 计 ； 压煤 开采设 计与 方案 比较； 开采沉陷预测与求参； 开采损害的可视化 评估、 土地复垦规划等 。矿 山三维 GI S还可方便矿 山的安全监控， 包括 机电设备管理、 通风网络 管理 、 矿 井排 水 系 统 管 理 和 开 拓 设 计 、 风 流模 拟 、 瓦 斯 分 析 、 抢 险 指 挥 、 涌水 分 析 、 水 文 地质 、 突水 预 测 、 运输 管理 等 。 参考 文献 [ 1 3 E h l e n J ，Ha r mo n R S ．Ge o C o mp 9 9 ； Ge o c o mp u t a t i 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4 2 7 ． [ 1 O 3吴立新 ． 齐文安 ． 杨可明 ， 等．矿 山 GI S T T MGI S 2 0 0 0 简介及 其关键技术[ J ] ．矿山测量 ， 2 0 0 1 ． 1 5 8 ． [ 1 1 ] 陈桂茹 ． 吴 立新 ， 刘 纯波．MGI S中矿图符号库 的设计 与软件 实现[ J ] ．矿山测量 ． 1 9 9 9 ， 2 ； 8 1 1 ． [ 1 2 ] B a r r y J ．C o n s t r u c t i o n o f 3 D De l a u n a y T r i a n g u la t i o n s Us in g L o c a l Tr a n s f o rm a t i o n s [ J ] ．C o mp u t e r Ai d e d Ge o me t r i c De s i g n． 1 9 9 1． 8l 1 2 3 1 4 2 ． [ 1 3 3 T S a i V J n D e l a u n a y T ri a n g u l a t i o n in T I N C r e a t i o n ,An O v e r ‘ v i e w a n d a L in e a r - Time A l g o r i t h m[ J ] ．I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f G e o g r a p h i c a l I n f o r ma t i o n S y s t e m s ， 1 9 9 3 ，7 6 ； 5 0 1 -- 5 2 4 ． [ 1 4 3 Wu L x． T o p o l o g i c a l Re l a t i o n s Emb o d i e d i n a G e n e r a l i z e d Tr i - p r i s m GTP Mo d e l f o r a 3 D Geos c i e n c e Mo d e l i n g S y s t e m[ J ] ． C o mp u t e r s G o s c i e n c e s ， 2 0 0 4 ． 3 0 4 l 4 0 5 -- 4 1 8 ． [ 1 5 3 Go n g J Y． C h e n g P G． Wa n g Y D ．Th r e e - Di me n s i o n a l Mo d e l ’ i n g a n d Ap p l ic a t i o n i n Ge o l o g i c a l E x p l o r a t i o n E n g i n e e r in g [ J ] ． C o mp u t e r s G e o s c i e n c e s ，2 0 0 4 ． 3 0 4 l 3 9 1 --4 0 4 ． [ 1 6 ]龚健雅．GI S中面向对象时空数据模 型[ J ] ．测绘学报 ．1 9 9 7， 2 6 42 9 O 一 2 9 9 ． [ 1 7 ]李德仁．李清泉．一种 三维 G I S混 合数据 结构研究 [ J ] ．测绘 学报 ．1 9 9 7 ．2 6 2 ；1 2 8 1 3 3 ． [ 1 8 3李清泉，李德仁．三维空间数据集 成概念框 架研究 [ J ] ．测绘 学报 ．1 9 9 8 ．2 7 4 ； 3 2 5 3 2 9 ． [ 1 9 ]李青元．三维矢量结构 GI S拓扑 关系及其动态 建立[ J ] ．测绘 学报 ，1 9 9 7 ．2 6 3 ；2 3 5 2 4 0 ． [ 2 0 3齐文安， 吴立 新． 基 于类 三棱 柱 的三 维地 质模 拟 与拓扑 研 究 [ J ] ． 矿山测量 ． 2 0 0 3 ． 3 ； 6 5 6 6 ． [ 2 1 ]孙晋岳 ． 程效军．变更地籍测量 中三维模拟 的实现 [ J ] ．遥感信 息 ． 2 0 0 0 ． 4 ； 5 O 一5 2 ． [ 2 2 ]曹代勇 ． 朱小弟 ． 李青元．Op e n GL在三维地质模型可视化中 的应用[ J ] ．中国煤田地 质．2 0 0 0 ．1 2 4 ； 2 O 一2 3 ． [ 2 3 3 Ma r s c h a l l i n g e r R．Th r e e - Dime n s io n a l Re c o n s t r u c t i o n a n d Mo - d e l l i n g o f M i c r o s t r u c t u r e s a n d M i c r o c he m i s t r y i n Geo l o g i c a l Ma t e r i a l s [ J ] ．S c a n n i n g．1 9 9 8 ． 2 0 l 6 5 7 3 ． [ 2 4 ]L e B l a n c S G， C a r i s C，S o o l e P ．I n t e r a c t i v e E v a l u a t i o n o f Mi n e Pl a n s wi t h I n t e gr a t ed Geo l o g i c a l Exp l o r a t i o n Da t a ． Vi r t u a l M i ne Pr o t o t y p e； I nt e r a c t i v e Vi s u a l i s a t i o n M e t h o d s U s i n g VRML，J a v a a n d a n I n t e r n e t B r o ws e r [ R] ．C S I RO E x p l o r a t i o n An d M ini n g Re p or t No ． 4 6 2． 1 9 9 8 ． [ 2 5 3 R u s s K，We t h e r e h W．L a r g e - S c a l e Mi n e Vi s u a l i s a t i o n Us i n g VRML[ J ] ． I E E E C o mp u t G r a p h i c s“a n d Ap p l i c a t i o n s ， 1 9 9 9， 1 9 2 ； 4 5 5 1 ． [ 2 6 3闫国杰．矿山地质灾害研 究与防治探讨 [ J ] ．中国矿业 ， 2 0 0 4， 1 3 3 6 6-- 6 8 ． [ 2 7 3陈云浩 ． 郭达志．矿 山地理信息系统中的三维数据结构[ J ] ．矿 山测量 ． 1 9 9 8 ， 2 ； 9 1 1 ． 1 6 ． Ad v a nc e s o f M i n e 3 D Ge o g r a ph i c I n f o r ma t i o n S y s t e m LI U Zhe ng，ZHENG Gu i z h ou Fa c u l t y o f I n f o r ma t i o n En gi n e e r i n g， C h i n a Un i v e r s i t y o f Ge o s c i e n c e s ， Wu h a n 4 3 0 0 7 4 ， Ch i n a Ab s t r a c tM i n e 3D GI S a do p t s 3 D d a t a s t r uc t ur e s t o d e s c r i b e t he mi ne 3D e n t i t y，a nd i t r e a l i z e s t he 3D d i s - p l a yi ng by t h e me t ho d s o f v i s ua l i z a t i o n a nd VR t e c hn o l og y．By t he e f f e c t i v e d i s p os a l mo t ho d，mi ne 3 D GI S ha v e a c c o m p l i s h e d t h e 3 D m o de l i ng，v i s u a l i z a t i o n，mi ne p l a n ni ng a nd i n s p e c t i o n，s pa t i a l a na l y z i ng f or t he m u l t i d a t a s ou r c e s ． ’ K吖wo r d s mi ne ；3 D ge og r a ph i c i nf or ma t i o n s y s t e m ；3 D d a t a s t r u c t u r e；v i s ua l i z a t i o n；v i r t u a l r e a l i t y；3 D m o d e l i n g； s p a t i a l a na l y z i ng 维普资讯