关键词：
三维可视化
数据类型
面绘制
体绘制
IDL
摘要：
矿体三维可视化是数字化矿山研究的前沿课题,三维可视化系统的研究与开发是地矿行业发展的迫切需要。本文重点研究了矿体三维可视化的理论方法与实际开发问题,系统的实现对推动矿山数字化的发展具有重要意义。矿体三维可视化主要研究如何从地矿三维空间数据场提取有用的数据信息,并以图形图像的方式直观地表现出来。本论文系统的研究了矿体三维可视化实现的原理和方法以及常用的地质建模方法,着重解决了矿体及钻孔的空间三维实时显示问题,使地质研究者能够从三维的角度,以可视化的方式理解、表达和再现矿体在地下三维空间的形态,进而能够达到辅助矿山的工程设计、施工和决策。
本论文首先对三维可视化实现的技术原理和方法进行了深入的研究和探讨,提出了以规则结构化网格数据为数据类型、以克里格为估值方法,以直接体绘制方法模拟矿体在空间的几何分布形态。而后在前人的研究基础上,以第四代数据语言IDL(Interactive Data Language)为开发工具开发实现了矿体三维可视化系统。系统的实现既考虑了矿体的空间几何形态,又考虑了矿体的内部属性特征,这便于实现矿体图形运算及有效地反映矿体品位分布特征,因而解决了传统矿体模型中图形显示与品位、储量计算相分离的实际问题。三维数据场的显示和分析也是矿体三维可视系统实现的主要内容,因而论文在空间数据获取、存储、处理和显示等技术的研究的基础上,对地质体三维建模技术及应用软件也进行了深入的研究,提出了规则体元剖分结合块体估值建模法实现矿体真三维的绘制和显示,并运用了光度学、色度学的算法实现视觉效果,引入了消隐、光照模型、颜色模型、反走样等技术,增强了矿体可视化的仿真效果。
矿体三维可视化是矿山工业中矿产资源经济评价的重要项目之一,它的开发与实现是矿山生产中急需解决的问题。以IDL6.3为平台开发的矿体三维可视化系统用Access2000作为后台数据库管理相关数据,利用IDL的图形处理技术实现钻孔、矿体的三维显示。系统可方便地根据指定参数实现钻孔和矿体的三维显示并能实时旋转、放大、平移及工程融合显示等。为对系统进行验证,以云南兰坪金顶铅锌矿架涯山矿段为例,成功绘制出了具有真实感的矿体三维效果图,从而将几何尺度巨大、内部属性多变、空间关系复杂、难于直接观察的矿体逼真地展现在人们的面前,有效地提高了人们对矿山的认知能力,同时也验证了本论文所采用的方法和算法的正确性、模型的可靠性。
