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矿山测量中的数字化应用
范小蒸
（湖南省都州市煤矿安金技术培训中心潮南郴州423000）
数字技术与应用
摘要：随着数宇地球和数字城市等数字化概念的产生，数字化矿山电逆渐被提上了日程。近年来，矿山数字化越来越被人们重视，并得到了梗好的发展。矿山数字化使得我们的矿山采振更加方使快捷，矿山生产过程更加安全、科学，有利于我国矿山事业健康持续的发展。
关键调：矿山测量
数字矿山
中图分类号：TD17
三维可视化
三维立体模型
文献标识码：A
1、数字矿山及矿山数字化
数字矿山是指在矿山范围内建立的一个以三维坐标为主线，将矿山信总构建成一个矿山范围内的以三维坐标信息及其相互关系为基础而组成的框架，该框架涵盖了矿山中每一点的全部信息，方便有关人员利用这些信息了解矿山的现实情况。数字矿山体现为一个实时管理和调度矿山全部信息资源、人力资源、生产要素和生产经营活动的巨型信息系统
矿山数字化是指建立数字矿山的整个过程，包括信息的采集、内业绘图、建立三维立体模型及网络发布等。
2、数字矿山的基本组成
数字矿山的基本组成可大致分为采集系统.调度系统.功能系统、包装系统和核心系统五部分。
(1)采集系统。采集系统负责数据采集与处理，包括测量、勘探，传感和文档四类基础数据采集了系统，其关键是将所有数据的数字化。(2)调度系统。调度系统是指负责提供拓扑建立与维护，空间套询与分析、制图与输出等基本功能，并进行数据访间控制、开放接口、生产调度等。(3)功能系统。功能系统负责提供各类专业模拟与分析功能，包括M CAD,SC、AI和SV等.(4)包装系统包装系统负责提供3D空间建模工具，多源异质矿山数据的空回融合环境和数据过滤、组合与封装机制，包括3DGM和数据挖掘T.具。(5) 核心系统。核心系统负责统一管理数据和模型，决策分析与支持等。可以看出，数字矿山的核心是数据。与矿山相关的地理空间数据仓库和属性数据仑库是DM的基础。地理空间数据仓库用来管理海量的井上，下矿山地物的几何信息，拓扑信息。属性数据仓库管理与相关的矿山属性信息，必须建立好矿山地理信息系统(MGIS)。在此基础上再建立相关模型仓库，管理各类为矿业工程生产、安全、经营、管理、决策等服务的各类专业应用模型，如开采流陷计算，开采沉陷预计，顶板均落计算、围若运动模型，储景计算、通风网络解算、瓦斯紧集模型等，数据仓库所管理的海景数据与模型仑库所管理的矿业模型，就是可以被各类“车辆"在DM"路网”上运输的数字“货物“，因此，在数字矿山建设中，矿山测录的重要工作和作用就是建立全面的地理空间基础信息系统及地理空间应用系统，傲好基础数据的采集、组织、管理和利用。
万方数据
文章编号：1007-9416(2011)02-0031-01
3、三维可视化
在矿山数字化的过程中，建立三维立体模型是一个很关键的步骤，涉及到三维可视化技术。
3.1三维可规化
三维可视化是描绘和理解模型的一种手段，是数据体的表征形式。三维可视化技术有助于更好地理解矿体的空间信息及矿体与地表地形之间的空间位置关系，提高空间分析功能。
3.2三维可视化技术 3.2.1三维动画软件
三维可视化主要通过三维动两软件实现，带用的制作软件有3DSMAX和May a。以Maya为例，它不仪包括一般三维和规觉效果制作的功能，面且还结合了最先进的建模数字化、布料模拟、毛发染、运动匹配技术。由于功能完善、工作灵活、操作简单，运用Maya，会极大地提高制作效率和品质，调节出仿真的角色动面，谊染后可将现实的事物清晰地展现。
3.2.2Maya制作流程
(1)建模。建模主要包括场景的造型和道具的建立，Maya中的模型全是由点，线.面所构成，因而模型的布线一定要符合常规情况，比例也要符合实际。Maya提供了NUR BS.多边形和细分曲面3种不同的建模工具组，通过使用建模工作组以及点，线，面的调节，可以方使快捷地将矿山上各类机施或矿并里的实际情况用三维模型表示出来，达到预期想要的真实效果。(2)贴材质(皮肤或者质感)。初始的模型并没有颜色、光泽等事物的特征，因而需要以分析的眼光去获得周围环境中与之相近物质的颜色光泽，光滑程度、反射效果等特征，将事物的这些属性特征转化为数字模式并赋子到物体上，当具体的一些特征如色彩“明暗，纹理表现很难通过材质完成时，就要通过导出物体原UV坐标，在Photoshop等绘图软件中绘制出来后再赋予物体，(3)谊染，演染主要通过Maya 中的灯光来实现。一个场景往往需要多个灯光，根据事物的氛围搭配合适的灯光并对灯光的颜色强度、照射范围以及是否产生阴影、阴影的颜色、光线是否衰减进行调节，道染出模拟世界的美两面，摄像机机位的设置也是关键，它的摆放关系到所拍提画面的质尿。(4)动通。根据摄像机拍摄的雷面，在位置"时间上合理结合并利用Maya所提供的骨骼系统.蒙皮技术以及粒子系统等来完成动遇效果或特效。
4、矿山测任务
矿山测鼠内具有一定的特殊性和多学科交叉性，曾单独为一个专业。它的发展和进步与三个方面密切相关：一是采矿技术和矿业工程的发展及要求，二是测绘科学技术与仪器设备的发展，三是其它学科的发展与影响。矿山测量工作者担负着矿山地面和地下三维空间的测量，定位与制图、矿体儿何、储量管理及开采监督，开采沉陷观测及开采损害防护等任务。近十多年来，资源，环境、灾害和人口问题成为人类社会发展的四个重大间题，因此，矿山测景工作者在矿区和工矿城市环境的动态综合监测，环境评价，矿区开采信息管理系统、采沉陷区综合治理等方面起到了重要作用
目前，以3S为主导的空间信息技术的应用将对现代化采矿工业起到优质高效服务和辅助决策的作用。现代矿山测量的主要任务可概括为：在矿山勘测设计、开发和生产运费阶段，对矿区地面和地下空间资源和环境信息进行采集、存储处理.显示分析.利用，为合理有效的开发资源，保护治理环境服务，为工矿区可持续发展服务。
5、数字矿山的前景与展望
随着测绘科学技术的不断发展，测量仪器设备越来越先进，建立系统的，全面的数字矿山是未来的趋劳。未来的采矿业发展方向及发展状态将会有很大一部分依赖于数字矿山，这也将成为衡量一个矿山是否会健康持续发展的关键指标，
然而，数字矿山的建设是一项长期、复杂并且庞大的系统工程。通过对数据采集和高速网络传输技术，分布式空间数据库和网络GIS技术，空间数据仓库和空间数据挖掘技术，三维可视化和能拟现实技术，动态模拟和人工智能技术等的进-·步研究改善实时性，交互性等方面，最终将会实现矿山的高度信息化.自动化和高效率，从而达到无人采矿和遥控采矿，从根源上解决矿井事故的发生。
参考文献
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视化图形显示系统研究|D).北京：中国矿业大学北京研究生部,1997
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Digitaltechnologyandapplication数字技术与应用
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