[發明專利]用于透明化礦山的構建方法

有效

• 申請號: 201711339845.3
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107993283B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 毛善君;張鵬鵬;李振;王雷;宋緒貴;朱青;陳金川;侯定勇;王雙勇;郭釗;譚方穎;王光晨
• 申請（專利權）人: 北京龍軟科技股份有限公司;北京大學
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 夏靜潔

本發明公開一種用于透明化礦山的構建方法，具體為用于礦山井上下地形地貌、建筑、設備、地層、開采環境、監測監控等數據高度一體化的三維透明化礦山的構建方法，包括：構建全自動模型構建規則庫、拓撲關聯規則庫、動態匹配方法庫以及設備模型庫；構建基礎數據庫；構建初始不規則三角網地質模型和三維巷道、設備、開采環境、地表工業廣場模型；繪制預想剖面線；平面?剖面對應分析和動態調整；修改平面，剖面發生變化；修改剖面，平面發生變化；局部更新與重構不規則三角網地質模型等步驟。本發明能夠形成包含自適應三維地質模型、設備模型等井上下全環境模型的透明化礦山，設計合理，能夠動態局部更新所構建的三維模型，具有良好的推廣價值。

技術領域

本發明屬于三維建模技術領域，具體涉及一種用于透明化礦山的構建方法。

背景技術

在煤礦井工開采過程中，由于開采的地質對象、機械設備、人員等都處于地下，無法直觀的了解實際的生產狀況。因此，采用透明化礦山的構建，實現井下地質體、設備等信息的可視化三維表達，是煤炭行業對于安全、高效、自動化生產的需求。實現地下對象透明化展示中最關鍵的兩步是建模和可視化過程，其中建模過程是可視化過程的基礎。目前三維建模方法很多，針對煤礦層狀地質體的三維建模技術中，多采用類似表面模型方法來自動生成三維地質模型，常見的地質體建模方法按照所使用的數據源不同，可分為基于野外數據、剖面數據、鉆孔數據、三維地震資料、多源數據等不同的建模方式。

以鉆孔數據為例，現有的建模方法流程實現三維地質體建模的基本思路是：

(1)給工作區地層統一編號。

(2)對鉆孔中的地層進行劃分、編號。

(3)通過提取鉆孔中的地層分界點信息，得到屬于某一地層面的離散點。

(4)對這些點進行三角剖分，得到三維空間曲面。

(5)將這些曲面進行封閉，并最終生成實體模型。

以剖面數據為例，現有的建模方法流程實現三維地質體建模的基本思路是：

(1)剖面數據準備。包括兩部分：利用鉆孔自動生成的剖面、地震勘探解譯資料、數字化紙質剖面圖等可以獲取剖面數據；將剖面數據劃分組。

(2)地質界面建模。主要有兩步：利用上一步保存的地質界線的拓撲關系數據，進行地質界線的追蹤搜索，獲取歸屬同一個地質界面的地質界線。對搜索出來的地質界線進行三角剖面，獲取由此形成的地質界面。

(3)建模區邊界面建模。將邊界面投影到某個垂直的二維平面，然后對投影區域進行三角網構建，之后，再將生成的三角網轉換到原始位置，獲得建模區的邊界面。

(4)地質界面修正及光滑。利用曲面細分算法進行地質體模型的加密，提高地質體模型的光滑和可視化效果。

(5)封閉成體。按照地質界面的拓撲和屬性信息，能夠方便的構建成體。

現有透明礦山模型構建技術主要存在以下缺點：

(1)人機交互復雜，無法全自動構建模型，尤其遇到逆斷層時，需要介入人工交互操作才能構建完整的地質模型。

(2)現有方法僅支持地質體模型，沒有構建開采過程中所使用的機械設備等的模型，也沒有針對井下全環境模型進行自動匹配構建。

(3)沒有考慮并接入開采過程中各類設備傳感器反饋的實時數據，不能夠進一步動態局部更新所構建的地質體模型。

(4)在開采過程中，沒有針對地質模型變化與設備位置變化等信息的動態耦合方法。

(5)沒有構建地質模型與設備模型之間、設備模型內部的拓撲關聯規則庫與動態匹配方法庫。

發明內容