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巷道模型是为了更好地采矿,用计算机软件对巷道进行的模拟。巷道模型是利用矿体采掘施工图或者矿体储量图中巷道的边界线或巷道中心线生成的。模型对于矿产的开采和矿石的运输具有指导意义,可以为矿石等的运输提供最合理便捷的路线。同时也便于对矿山开采的监管。同时结合矿体模型,可以进一步合理规划已有巷道的延展方向。不同于矿山的地表,矿体,地层等数据的复杂性和无规律性,巷道数据显得更具有规律性。例如用于进行矿体建模的矿体边界数据往往是很不规则的,而巷道数据无非就是一条中心线或者是两条边界线,因此巷道的自动建模和模型更新的实现都更具有可能性。巷道自动建模是实现巷道可视化,信息化和智能化的必要手段,对于矿山的监管和安全生产等具有重要意义。矿山的开采是一个持续、动态的过程直至开采的结束。因此,随着矿山开采的持续进行,就会不断产生新的巷道数据。当巷道向前掘进后,原有的巷道模型便不能反应当前巷道的实际情况,这无疑会对矿山的开采带来麻烦,也就是说巷道模型有其时间局限性,实际生产中要求巷道模型能够随着巷道的掘进情况而改变。在这种实际情况下,巷道模型的及时有效更新就显得非常必要了。
巷道自动建模主要利用巷道的中心线和边界底线两种数据类型。利用巷道中心线进行巷道自动建模主要是通过中心线加载断面的方法来建立巷道的三维模型。中心线上的数据点用于确定建立模型的位置,然后将断面通过缩放,移动,旋转等步骤放置到每个中心线的结点上,断面上的点都能在相邻断面上找到对应点,通过两段线建模的方法进行相邻断面点在空间中的剖分,剖分出巷道面。该方法适用于几乎所有断面形状的巷道自动建模;利用边界线进行巷道自动建模时,则是对边界线数据进行约束Delaunay三角剖分,然后裁剪掉外边界外和内边界内的三角形,这样就可以得到巷道的底面。若是矩形断面的巷道则复制底面拉高一个巷道的高度,就可以作为巷道的顶面。若是梯形断面的巷道只需对边界数据进行一些变换,同理剖分出顶面,接着剖分出侧面,最后组合成一个封闭的巷道面。巷道自动建模过程中为了达到更好的视觉效果即使模型更符合实际巷道,对巷道模型拐角较大处使用了曲线插值的方法进行圆滑处理。对于中心线建立的巷道模型的相交,使用了布尔交的运算对其进行剪切使巷道连通。本文在QuantyView环境中进行功能设计并编写代码,实现了梯形断面巷道模型的自动建模和拱形巷道模型相交处的自动剪切。
对巷道模型的更新进行了探讨。提出了巷道更新的三种方法:全部重新生成,局部更新及自动延伸。全部重新生成舍弃掉了原有的巷道模型,将新旧巷道数据放在一起重新进行数据处理,然后再一起进行巷道的自动建模过程,从而生成既包含原有巷道模型又有新掘进的巷道的模型,达到巷道更新的目的。局部更新采用布尔运算的原理对新旧巷道模型进行布尔并的运算,使新旧巷道组合在一起,达到巷道模型更新的效果。自动延伸希望只需读取新掘进的巷道数据,然后自动完成整个更新过程。利用空间数据库,设计存储巷道的线数据和点数据的表结构,读取巷道数据文件并将其中的线和点数据分别存储到相应的表中。点数据用于剖分成面,线数据通过面投影后判断内外边界线以便进行三角形剖分的约束。接着提出了索引关键字匹配,批量处理巷道模型更新的方法。