礦山地質論文礦山工程三維可視化技術應用

　　三維可視化技術是目前計算機及圖形學發展的熱門之一，這篇礦山地質論文認為它可以利用在任何的礦山工程中，它是依靠直觀的視覺效果把要表達的數據信息，以最直觀生動的形式展現出來，本文通過三維可視化技術的研究意義及創新應用，實際分析此技術在礦山開采過程中的相關問題，滿足我國現階段生產過程中的技術需求，為我國礦山產業科學開采水平的提高，提供一定的參考依據。《中國礦山工程》(雙月刊)創刊于1972年，是由中國有色工程設計研究總院主辦的刊物。《中國礦山工程》本刊是實用性很強的有色金屬礦山采、選綜合性期刊，其內容與礦山生產、設備應用情況緊密相連，本刊主要報道國內外礦山生產和科研成果.

　　摘要：三維可視化作為顯示、描述和理解地下及地面諸多地質現象特征的一種工具，廣泛的應用于質地和地球物理學的所有領域，本文通過介紹礦山工程的特點，以及三維可視化技術應用礦山工程的優越性及技術難點進行分析，從實際出發，探討三維可視化技術在礦山工程技術中的創新應用，以提高我國礦山工程技術的綜合實力。

　　關鍵詞：三維可視化;礦山;工程應用

　　隱蔽性、復雜性、構造多變性是礦山地質的基本特點，是經歷了漫長歲月演化而生成的地質體，而我們的礦山工程開采就是要在這樣的地質條件下進行相關生產，為了保障礦山工程開采的順利進行，在實際生產之初就要對相關的礦體進行縝密的勘探及開采可行性報告分析。在勘探施工過程中，需要對各類信息進行相關處理，怎樣才能將這些繁雜的信息以更加生動、準確的形式展現在技術人員的面前，這就需要我們利用一種新的技術才能得以實現，目前我國的礦山工程主要還是以圖紙、文字的展示形式進行相關數據的展現，這種方式對于勘探后期的工程設計修改及資料查詢很不方便，還有這些信息資料大多是數字形態，或點線面的關系，對立體直觀的東西無法妥善的體現，不利于地質工作者觀察地質條件，對于正確的提出開采建議、減少勘探風險是十分不利的，所以利用現代化的計算機三維可視化技術，對提高我國礦山工程技術具有積極的意義。

　　1礦山地質三維可視化概述

　　礦山地質三維可視化，是利用計算機將三維計算的能力把礦山地質、礦山工程在三維空間中進行展現及分布，并對展現的效果進行綜合分析以達到信息參考的作用，生成的三維地質體可以增強地質數據的表現力，提高礦山工程技術人員觀察礦體表現的效率，重點解決礦山地質數據分析過程中表達不準確等問題，礦山地質三維可視化技術具有重要的現實意義及發展前景。

　　2礦山工程技術三維可視化建模的難點

　　在礦山工程三維可視化建模中，模擬的對象往往十分復雜且無規律可言，因為地質體的形態往往千變萬化，且會隨著時間的推移而產生變化，模擬勘探空間所占的范圍非常大，往往涉及幾十公里甚至更大，為了描繪礦山相關特征，需要大量的勘探及測量獲得，由于地質對象的復雜性，獲得地質數據往往變的十分困難，地質數據存在很多不確定性，當經濟條件、人員素質、裝備儀器達不到進行充分數據采集時，所得到的地質數據往往是單一相互脫節的，在整個勘探過程中呈現隨機分布的問題，這些不規則且部分丟失的數據，對于三維可視化建模來說，是一個必須要解決的問題。

　　3礦山工程三維可視化建模技術特點

　　礦山工程三維可視化建模可以使礦山數據更加生動的表現出來，各種數據關系表現更加明確，但是由于勘探資金及勘探條件的限制，很多時候勘探經費并不能滿足整個廣袤區域的完全勘探，地質條件復雜多樣，很多地區勘探條件太差，專業技術人員及設備往往難以到達，最終實際獲得的勘探數據，往往是不完整的，這對實現礦山工程三維建模造成了一定的困難，所以必須依靠相應的技術手段，才能將數據最終形成可視化效果，具體的方法往往采用：空間插值技術、三維數據表達技術、三維空間數據結構等。

　　3.1空間插值技術

　　常用的插值方法往往采用距離冪次反比法、樣條函數法、克里格插值法等，不同的地質條件及礦體周邊環境要求我們，要根據不同的特點，選擇最適合的插值方法，才能保證取得數據的準確性，如果運用不符合礦體要求的插值方法，會大幅度提高計算機的運算量加大運算時間，降低計算機內存，使得可實行性降低，對于關鍵性的數據，可以采用Kriging插值方法獲取數據，對于非關鍵性的數據，我們可以采用距離冪次反比法。

　　3.2三維數據表達技術

　　三維空間數據的表現對于三維可視化技術來說是一個關鍵性問題，所建立的三維質地模型要首先滿足充分表現基本地質信息的要求，其次要能進行適當的計算，以方便各種屬性信息的傳遞及數據交換;從數據研究的層面上來觀察，三維數據結構主要有基于面和基于體的數據結構模式，基于面的數據結構模式是參照于各個單元面，將三維空間中的幾何特性充斥其中進行分析，其次是基于體的數據結構模式，是用真實的數據信息進行地質空間的實際描述。

　　3.3三維空間數據結構

　　三維空間數據結構的表現方式，是需要將各種獲取的數據模型進行相關的存儲，進而將數據進行有效的表達，通過相關的圖標及數據矩陣對相關的數據進行描述。在三維可視化技術的實際運用中，重點是要進行數據結構的選擇，這就需要通過各種邏輯關系及對應空間關系，將所要描述的礦體地表結構及空間結構進行生動展現，所以在選擇數據結構時，要充分的貼合真實數據，只有這樣才能充分表現不同類型數據之間的相互關系。

　　4以露天礦工程三維空間建模的實例分析

　　4.1三維空間建模內容

　　建模內容首要針對：地表、斷層、礦體三大部分進行建模，地表是指自然形成的山坡，還有人為采剝工程，形成的人工邊坡;斷層是在礦體內部，具有地質資料描述的、規模較大的斷層;礦體是三維建模空間中最要的部分，也是核心區域。

　　4.2礦山三維建模過程

　　三維質地建模首先需要對勘探的礦山進行基本信息數據的采集，隨后通過空間數據插值得以滿足數據的完整性及準確性，選擇適合的數據組織結構以便更清晰的進行描述，最終繪制圖形以達到礦山三維建模的要求。第一：首先需要對地表數據、斷層數據、礦體數據進行相關采集，在采集過程中所有數據均通過實際測量獲得，針對礦山周邊的天然邊坡，可以通過地質平面圖，將平面圖上的邊界點及等高點的數據進行整合;對于人工邊坡可采用境界圖進行采集，采集度越高、取樣點越密集，越能充分反映相關考查的地表特征;礦體斷層及主礦體數據，可以根據其剖面圖，將邊界線中的控制點拷貝到平面圖上，最后結合剖面圖上的相關數據分類，最終獲得斷層及礦體的基本數據。

　　第二：針對露天礦場來說，礦場涉及的操作范圍很大，僅僅依靠前期勘探技術人員的基礎數據采集，遠遠不能滿足生產的需要，為了能更加清晰的表達礦坑、斷層，必須要采用空間插值技術才能得以實現，一般對于露天礦坑前期數據采集，可以采用Kriging插值方法獲取數據，隨后再采用雙線性插值獲取數據，這樣既可以節約機時，同時也可以保障數據的準確性，第三：對于勘探礦體中的地表來說，地表上所描述的點、線特征是十分重要的，但在規則的模型中很難將這些點線進行生動描述，所以需要通過不規則網格模型，將地表面上的點、線特征予以充分描述，對于露天礦場來說，用不規則的網格模型是最適合的，最終將這些不規則的多變形態，轉化成三角形網格形態，以供繪制參考。第四：繪制圖形，將得到的基礎數據繪制地表、斷層以及主礦體的基礎模型，隨后將這三種不同的地質模型進行相互的組合與裁剪，最后形成最終的三維地質模型。

　　5建立礦山三維地質模型的實際意義及巨大作用

　　礦山三維可視化技術的實際運用，對礦山技術人員及前期勘探人員具有著積極的意義，它可更加準確的將礦山地質空間形態的每一個細節表現出來，對整個礦山的開采挖掘提供了建設性的指導意見，具體的體現有：第一：通過觀察礦山的三維地質模型，可以對整體礦產有更加清晰的認識;可以充分的對礦產周邊的其它地質形態進行分析，這些數據的分析，對前期勘探及后期開采過程中的方向性指引，有著至關重要的作用。第二：通過三維地質模型的建立，可以對勘探礦產的任何區域、任何工作面進行相關的分析，最終形成完整的礦產剖面圖，在礦產開發前期的勘探過程中，準確的計算出礦產地質的儲量，對后期的礦山建設等級提供參考意見。第三：可以通過三維地質模型，設計出邊坡的臺階高度，整體的開采支撐結構，制定準確且可行性高的開采計劃，為后期的開采能力及安全生產提供一定技術保證。第四：通過礦山三維地質模型，可以有效的預防工程地質災害，可以使地質工作者便捷的發現可能產生地質災害的區域，以及時的采取相應的預防措施，將地質災害發生的可能性降到最低。

轉載請注明來自發表學術論文網：http://www.zpfmc.com/jzlw/13824.html