地質(zhì)礦山中三維GIS數(shù)據(jù)模型的應(yīng)用問(wèn)題

1、.測(cè)繪信息網(wǎng)httpothermap：.；測(cè)繪信息網(wǎng)測(cè)繪專(zhuān)業(yè)門(mén)戶網(wǎng)站.地質(zhì)礦山中三維GIS數(shù)據(jù)模型的運(yùn)用問(wèn)題程朋根龔健雅摘要論述了地質(zhì)礦山中的三維景象及其描畫(huà)方法，對(duì)三維數(shù)據(jù)模型作了綜述，并對(duì)其在地質(zhì)礦山中的運(yùn)用問(wèn)題作了討論與分析。關(guān)鍵詞地質(zhì)礦山景象三維數(shù)據(jù)模型面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)可視化隨著地理信息系統(tǒng)GIS廣泛深化的運(yùn)用和開(kāi)展，它在處置空間信息以及提供輔助決策根據(jù)等方面發(fā)揚(yáng)著越來(lái)越重要的作用，并將具有寬廣的運(yùn)用前景。然而目前的GIS大多數(shù)都以處置二維為主，即將空間對(duì)象投影到二維平面上，然后進(jìn)展采集、處置與表示。對(duì)于垂直方向的第三維信息那么通常是籠統(tǒng)成一個(gè)屬性值如高程、氣壓、溫度等，然后進(jìn)展空間操作

2、和處置。這種方式在處置單一的地表形狀起伏時(shí)能顯得有效，但由于它們無(wú)法建立空間實(shí)體的三維拓?fù)潢P(guān)系，使得很多真三維操作難以實(shí)現(xiàn)。因此在處置地質(zhì)、礦山、海洋等領(lǐng)域的空間對(duì)象時(shí)將遭到很大的限制。處理這一問(wèn)題的關(guān)鍵是建立三維GIS。三維GIS的實(shí)際研討與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都處于探求與實(shí)驗(yàn)階段，眾多學(xué)者對(duì)此作了較深化的研討，獲得了一定的成果，但目前還未開(kāi)發(fā)出一個(gè)真正基于三維模型的GIS系統(tǒng)。因此研討開(kāi)發(fā)基于真三維的GIS系統(tǒng)具有非常重要的意義。本文首先分析了地質(zhì)礦山中的各類(lèi)地質(zhì)景象和描畫(huà)方法，其次對(duì)目前三維GIS模型的研討作了綜述，最后就三維GIS數(shù)據(jù)模型在地質(zhì)礦山中的運(yùn)用問(wèn)題作了討論與分析。1地質(zhì)礦山中的地質(zhì)景象

3、及其描畫(huà)方法httpothermap 測(cè)繪信息網(wǎng)地質(zhì)景象地質(zhì)體極其復(fù)雜，雖然地殼中的地質(zhì)體的成因、規(guī)模、形狀構(gòu)造差別較大，但從幾何學(xué)的觀念來(lái)看，各種地質(zhì)體的構(gòu)造都可以歸納為面狀構(gòu)造、線狀構(gòu)造和礦體。面狀構(gòu)造主要有層理地層、節(jié)理和斷層斷裂；線狀構(gòu)造包括呈線性習(xí)性的構(gòu)造以及各種平面的交線，如褶皺的樞紐和線理等；礦體那么是富集某些礦物成份的巖石體，有層狀、似層狀、脈狀和透鏡狀之分。作為管理三維地質(zhì)景象的GIS來(lái)講，主要思索的地質(zhì)景象應(yīng)為地層、斷裂和礦體如圖1。圖1地層、斷裂、礦體的體圖地層是在一定地質(zhì)時(shí)期所構(gòu)成的層狀堆積物或巖石，相鄰地層之間 由地層界面加以區(qū)別。對(duì)于平面狀的地層界面來(lái)講，可以用其走

4、向、傾向和傾角產(chǎn)狀數(shù)據(jù)來(lái)表示，但實(shí)踐上地層界面往往不是穩(wěn)定的平直面，而是順走向和傾向都會(huì)發(fā)生變化而構(gòu)成的曲面。為得到該曲面，通常采用測(cè)井資料和地震資料結(jié)合的方法來(lái)測(cè)定該曲面離散點(diǎn)的空間位置，然后利用趨勢(shì)面擬合的方法獲得地層界面的等值線圖。因此地層界面可以采用數(shù)字高程模型DEM的方式來(lái)描畫(huà)。斷裂與地層比較類(lèi)似，它將巖體分為上盤(pán)、下盤(pán)，但往往具有一定的寬度并與地表成一定的交角，其探測(cè)手段和描畫(huà)方法與地層界面一致。礦體是一個(gè)三維實(shí)體，其外表為不規(guī)那么曲面，且內(nèi)部礦體檔次分布不均勻。對(duì)于礦體的外形，可以用一個(gè)不規(guī)那么的封鎖曲面來(lái)確定。為確定礦體的范圍，要經(jīng)地表勘查、地下鉆探以及推估等手段來(lái)完成，鉆孔通

5、常按一定的規(guī)律布設(shè)沿縱橫斷面，經(jīng)過(guò)對(duì)鉆孔的測(cè)斜資料的計(jì)算，可得到鉆孔經(jīng)過(guò)礦體頂?shù)装宓娜S坐標(biāo)x、y、z。因此，可以采用DEM的方法來(lái)描畫(huà)礦體的頂?shù)装鍞?shù)字外表模型。根據(jù)鉆孔測(cè)斜資料和巖心資料可計(jì)算礦體在不同空間位置的檔次值，而這類(lèi)值往往是有限的。為了從三維角度來(lái)描畫(huà)、察看礦體的檔次變化情況，不能用常規(guī)的數(shù)字等值線圖來(lái)描畫(huà)，而要用等值面來(lái)表示。為此可以采用三維趨勢(shì)面擬合方法實(shí)現(xiàn)礦體檔次空間分布的描畫(huà)：othermap 測(cè)繪信息網(wǎng)一次的三維趨勢(shì)面：Fb0+b1x+b2y+b3z二次的三維趨勢(shì)面：Fb0+b1x+b2y+b3z+b4x2+b5xy+b6xz+b7y2+b8yz+b9z2甚至還可以采用三

6、次的三維趨勢(shì)面來(lái)擬合礦體檔次的空間分布。三維趨勢(shì)面的表達(dá)通常采用屏風(fēng)法、延續(xù)切片圖剖面圖以及立體圖。其中立體圖最為常見(jiàn)，該方法是將所研討的礦體作為一個(gè)“基體進(jìn)展分析，基體是一個(gè)空間六面體，它有六個(gè)相互平行的基面，當(dāng)空間等值曲面與這些基面相交時(shí)，其交線即為函數(shù)在基面上的等值線。顯然，從一定角度去看，最多只能看到其中的三個(gè)基面，如圖2?；w內(nèi)部的函數(shù)變化可以經(jīng)過(guò)對(duì)基體作平行于各基面的切片來(lái)分層顯示，這樣經(jīng)過(guò)一系列不同方向的切片圖就可以全面了解礦體檔次在空間的分布情況。othermap 測(cè)繪信息網(wǎng)圖2礦體檔次立體圖在開(kāi)展地質(zhì)勘查和進(jìn)展礦山開(kāi)采時(shí)，除了天然的地質(zhì)景象外，還存在一些人造工程。如探槽、鉆孔

7、、豎井、斜井、巷道、采空區(qū)等。這些景象都是預(yù)先進(jìn)展設(shè)計(jì)，然后再按設(shè)計(jì)要求進(jìn)展施工。因此，這些工程具有一定的規(guī)律性，當(dāng)精度要求不高時(shí)，可以采用CAD技術(shù)來(lái)加以描畫(huà)。上述工程都有一定的數(shù)據(jù)獲取和描畫(huà)方法。如探槽測(cè)定探槽轉(zhuǎn)機(jī)點(diǎn)空間坐標(biāo)、探槽的寬度和深度；鉆孔測(cè)定孔口坐標(biāo)和不同深度的測(cè)斜參數(shù)，從而計(jì)算鉆孔中心曲線的空間坐標(biāo)；豎井、斜井、巷道那么類(lèi)似于一個(gè)柱體，先沿縱向測(cè)定它們的中心或底、頂板點(diǎn)的空間坐標(biāo)，然后每隔一定的間隔 測(cè)出柱體的橫斷面特征點(diǎn)的坐標(biāo)；采空區(qū)的測(cè)定是依次測(cè)定程度的橫斷面，最后構(gòu)成一個(gè)采空區(qū)。一切這些勘查工程，在地質(zhì)勘查和礦山開(kāi)采的圖件上都應(yīng)得到有效的反映。othermap 測(cè)繪信息網(wǎng)

8、2三維GIS數(shù)據(jù)模型綜述建立三維GIS的中心問(wèn)題是三維數(shù)據(jù)構(gòu)造，根據(jù)三維數(shù)據(jù)構(gòu)造的幾何特征可以將三維數(shù)據(jù)構(gòu)造分為二類(lèi)：即基于面表示的數(shù)據(jù)構(gòu)造和基于體表示的數(shù)據(jù)構(gòu)造。2.1基于面表示的數(shù)據(jù)構(gòu)造基于面表示方法的特點(diǎn)是借助微小的面單元或面元素來(lái)描畫(huà)物體的幾何特征。較流行的方法有格網(wǎng)構(gòu)造、外形構(gòu)造、面片構(gòu)造和邊境表示四種。格網(wǎng)是描畫(huà)物體外表最常用的一種數(shù)據(jù)構(gòu)造，它將研討外表劃分成規(guī)那么的格網(wǎng)，每個(gè)格網(wǎng)上有一個(gè)對(duì)應(yīng)的屬性值如高程。它主要用于建立數(shù)字地面模型和數(shù)字外表模型，同時(shí)采用這種模型很容易產(chǎn)生等高線圖和三維網(wǎng)，但它不能表示多重值的外表。外形構(gòu)造經(jīng)過(guò)對(duì)象外表點(diǎn)的斜率來(lái)描畫(huà)，根本元素是外表上各單元所對(duì)應(yīng)

9、的法線向量。外形模型的一個(gè)重要運(yùn)用實(shí)例是借助外形的濃淡技術(shù)來(lái)進(jìn)展外表模型的重建。othermap 測(cè)繪信息網(wǎng)面片構(gòu)造是用不同外形的面片來(lái)表示物體的外表。面片的外形有正方形、規(guī)那么三角形和不規(guī)那么三角形等。其中不規(guī)那么三角形TIN最為常用。由于它具有固定的構(gòu)造和簡(jiǎn)單的處置過(guò)程，同時(shí)還可以較好地表示三角形之間的拓?fù)潢P(guān)系，可以堅(jiān)持丈量數(shù)據(jù)的原始性。面片構(gòu)造運(yùn)用范圍較廣，例如建立數(shù)字地面模型、三維物體外表的可視化和空間數(shù)據(jù)變換等方面都可借助面片構(gòu)造來(lái)實(shí)現(xiàn)。邊境表示是一種分級(jí)數(shù)據(jù)構(gòu)造。任何空間對(duì)象可以分解為四種根本元素的組合，即點(diǎn)、邊緣、面、體。各類(lèi)元素由幾何數(shù)據(jù)、類(lèi)型標(biāo)識(shí)碼以及與其它類(lèi)元素的關(guān)系組成。

10、邊境表示不僅可以表示諸如建筑物、機(jī)械零件一類(lèi)的規(guī)那么物體，而且可以表示自在曲面，如汽車(chē)外表、地表模型等。上述幾種構(gòu)造中，邊境表示主要用于CAD方面表示規(guī)那么物體，其它構(gòu)造那么適宜表示具有不規(guī)那么外形的物體。2.2基于體表示的數(shù)據(jù)構(gòu)造httpothermap 測(cè)繪信息網(wǎng)基于體表示的構(gòu)造是用體信息替代面信息來(lái)描畫(huà)對(duì)象的內(nèi)部。運(yùn)用這些表示，物體的體信息可以被表示、分析和可視化。這種表示有：三維柵格三維二進(jìn)制陣列構(gòu)造、指針構(gòu)造、八叉樹(shù)、構(gòu)造實(shí)體幾何、不規(guī)那么四面體等。三維柵格構(gòu)造是將研討空間劃分成三維空間陣列，其值為0和1，1表示被物體占據(jù)，0表示空。這種構(gòu)造無(wú)數(shù)據(jù)緊縮，占用較大的存貯空間，計(jì)算速度慢

11、，因此它是過(guò)渡性的構(gòu)造，通常在處置過(guò)程中作中間表示運(yùn)用。指針構(gòu)造是在三維柵格構(gòu)造的根底上采用數(shù)據(jù)緊縮技術(shù)而開(kāi)展起來(lái)的，它將一樣x、y上的一切z方向的值采用行程編碼技術(shù)進(jìn)展數(shù)據(jù)緊縮。這種構(gòu)造常用于表示諸如地層、地溫、地下水之類(lèi)的均質(zhì)層狀三維實(shí)體。八叉樹(shù)是一種更為有效的表示體的方法，是二維四叉樹(shù)在三維上的擴(kuò)展，它是分層次地將研討空間分成八個(gè)大小相等的柵格八分體，直到一切八分體的屬性值為0或1為止。八叉樹(shù)的編碼方法有普通八叉樹(shù)、線性八叉樹(shù)、三維行程編碼八叉樹(shù)等。其中線性和三維行程編碼八叉樹(shù)，由于數(shù)據(jù)緊縮量大，操作靈敏，在三維數(shù)據(jù)構(gòu)造中用得較多，用它表示礦體的存儲(chǔ)空間普通僅為普通三維柵格構(gòu)造的1030

12、8。八叉樹(shù)表示在空間分析、布爾操作、數(shù)據(jù)庫(kù)管理方面都很好。諸如礦體之類(lèi)的不規(guī)那么體對(duì)象通常采用這種構(gòu)造來(lái)描畫(huà)。構(gòu)造實(shí)體幾何CSG是經(jīng)過(guò)預(yù)定義好的具有規(guī)那么外形的根本體元的組合來(lái)表示一個(gè)物體，如立方體、圓柱體。體元之間的關(guān)系包括幾何變換和布爾操作。通常CSG表示是一個(gè)布爾樹(shù)構(gòu)造，葉結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)布爾操作，這種構(gòu)造適宜表示規(guī)那么外形的物體。這種構(gòu)造在CADCAM中運(yùn)用廣泛。不規(guī)那么四面體構(gòu)造是不規(guī)那么三角形構(gòu)造TIN向三維的擴(kuò)展，它以四面體作為最根本的體元來(lái)描畫(huà)物體。在這種構(gòu)造中以銜接但不重疊的不規(guī)那么四面體構(gòu)成格網(wǎng)。這種構(gòu)造具有體元構(gòu)造簡(jiǎn)單、快速幾何變換、拓?fù)潢P(guān)系的快速處置和適宜于快速顯示不思索消隱，

13、從后往前顯示等的優(yōu)點(diǎn)。它既可以描畫(huà)建筑物等規(guī)那么物體，也可以表示礦體、地表、地層等不規(guī)那么物體。上述幾種構(gòu)造中，CSG適宜表示規(guī)那么外形的物體，三維柵格構(gòu)造、指針構(gòu)造、八叉樹(shù)構(gòu)造適宜表示不規(guī)那么外形的物體，而不規(guī)那么四面體那么可以用來(lái)表示規(guī)那么和不規(guī)那么的物體。othermap 測(cè)繪信息網(wǎng)2.3基于八叉樹(shù)和四面體的混合數(shù)據(jù)構(gòu)造由于八叉樹(shù)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便的特點(diǎn)，但數(shù)據(jù)量隨分辨率的增大而成倍添加，而四面體網(wǎng)格既能維護(hù)原始數(shù)據(jù)，又具有準(zhǔn)確表示坐標(biāo)和空間拓?fù)潢P(guān)系的才干。因此文獻(xiàn)5提出了一種基于八叉樹(shù)和四面體格網(wǎng)的混合構(gòu)造，如圖3。其根本思想是以八叉樹(shù)作整體描畫(huà)，四面體作部分描畫(huà)，并在八叉樹(shù)構(gòu)造中

14、設(shè)置一個(gè)屬性值來(lái)實(shí)現(xiàn)八叉樹(shù)與四面體格網(wǎng)的結(jié)合。混合數(shù)據(jù)構(gòu)造的數(shù)據(jù)組織中包括：八叉樹(shù)編碼、屬性、四面體體號(hào)、面號(hào)、屬性、三角形面號(hào)、邊號(hào)、屬性、線線號(hào)、起點(diǎn)、終點(diǎn)、屬性、結(jié)點(diǎn)x、y、z屬性五個(gè)描畫(huà)表?；旌蠑?shù)據(jù)構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)構(gòu)造的靈敏性，對(duì)提高表示精度，減少數(shù)據(jù)量是非常有益的。文獻(xiàn)5對(duì)這種構(gòu)造作了實(shí)驗(yàn)性研討，獲得了一定的效果，比較適宜于具有斷層的礦體描畫(huà)。othermap 測(cè)繪信息網(wǎng)圖3八叉樹(shù)和四面體格網(wǎng)的混合構(gòu)造52.4基于邊境表示的三維矢量數(shù)據(jù)構(gòu)造邊境表示通常用于三維幾何外型，文獻(xiàn)7將其引伸到地質(zhì)領(lǐng)域。即以點(diǎn)邊環(huán)界面體來(lái)描畫(huà)一個(gè)研討區(qū)域體，并建立空間拓?fù)潢P(guān)系。這種構(gòu)造中以為體由界面劃分、界面由

15、環(huán)構(gòu)成、環(huán)由邊組成、邊包含起點(diǎn)、終點(diǎn)。這樣三維GIS的拓?fù)潢P(guān)系由五個(gè)關(guān)系表組成：a.結(jié)點(diǎn)起始邊終結(jié)邊；b.邊起結(jié)點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)過(guò)該邊的環(huán)；c.環(huán)組成該環(huán)的邊內(nèi)鄰界；d.面外環(huán)內(nèi)環(huán)正面相鄰體負(fù)面相鄰體；e.體包圍體的曲面。并采用“界面引入體劃分的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)三維拓?fù)潢P(guān)系的動(dòng)態(tài)建立以維護(hù)。即對(duì)任何一個(gè)內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜的研討區(qū)域體，從沒(méi)有任何內(nèi)部構(gòu)造的簡(jiǎn)單體域開(kāi)場(chǎng)，逐個(gè)引入分界面，每引入一個(gè)分界面，就對(duì)體域進(jìn)展一次劃分，將原來(lái)的一個(gè)體域一分為二。界面引入的準(zhǔn)那么是由大到小，由新到老。根據(jù)這一準(zhǔn)那么對(duì)地質(zhì)體來(lái)講，引入的界面依次是：地形面、水體頂面、最新的不整合面、最新的區(qū)域性大斷裂、最后才是地層分層面。這種“界面

16、引入體劃分的不斷細(xì)分過(guò)程可用二叉樹(shù)數(shù)據(jù)構(gòu)造來(lái)記錄，如圖4。文獻(xiàn)7根據(jù)這一思想采用C+言語(yǔ)開(kāi)發(fā)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的雛形，這種構(gòu)造在地質(zhì)勘探中對(duì)整個(gè)研討空間描畫(huà)比較適宜，但地質(zhì)礦山領(lǐng)域中的空間對(duì)象要比此復(fù)雜得多。othermap 測(cè)繪信息網(wǎng)圖4界面體之間的二叉樹(shù)關(guān)系圖72.5矢量與柵格集成的三維數(shù)據(jù)模型由于矢量、柵格的三維數(shù)據(jù)構(gòu)造各有其特點(diǎn)。對(duì)于許多空間景象單獨(dú)用矢量數(shù)據(jù)構(gòu)造或單純用柵格數(shù)據(jù)構(gòu)造均不能有效地處理一切的問(wèn)題。因此文獻(xiàn)6提出了基于矢量與柵格集成的三維數(shù)據(jù)模型，并采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)對(duì)空間對(duì)象進(jìn)展籠統(tǒng)，概括出矢量與柵格一體化的三維空間數(shù)據(jù)模型，如圖5。該模型中將三維空間對(duì)象籠統(tǒng)成：結(jié)點(diǎn)點(diǎn)狀地物

17、、弧段、線狀地物、面狀地物、數(shù)字外表模型、斷面、影像、像元、體狀地物、數(shù)字立體模型、體元、柱狀地物、復(fù)雜地物共13類(lèi)空間地物和位置坐標(biāo)1個(gè)數(shù)據(jù)構(gòu)造。文獻(xiàn)6還分別定義了各類(lèi)地物的數(shù)據(jù)構(gòu)造。在數(shù)據(jù)構(gòu)造定義中，涉及到大量的對(duì)象嵌套關(guān)系和變長(zhǎng)記錄，充分表達(dá)了面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn)，即無(wú)論怎樣復(fù)雜的對(duì)象都可以用一個(gè)構(gòu)造來(lái)表示，使得了解這一模型非常容易和自然。因此非常適宜描畫(huà)地質(zhì)礦山領(lǐng)域中的各類(lèi)地質(zhì)景象，便于相關(guān)軟件的開(kāi)發(fā)。有關(guān)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)正在研討之中。圖5三給空間數(shù)據(jù)模型62.6三維GIS數(shù)據(jù)模型運(yùn)用實(shí)例目前還沒(méi)有真正基于三維GIS數(shù)據(jù)模型的軟件產(chǎn)品出現(xiàn)，人們?nèi)蕴幱谘杏戨A段。下面僅給出兩個(gè)實(shí)驗(yàn)性的運(yùn)用實(shí)例。文獻(xiàn)11

18、采用了基于三維行程編碼、八叉樹(shù)的三維柵格數(shù)據(jù)模型和基于不規(guī)那么四面體的三維矢量模型的數(shù)據(jù)構(gòu)造，在SUN SPARC 20任務(wù)站上，采用C+言語(yǔ)、OpenGL圖形庫(kù)、Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)等系統(tǒng)軟件，開(kāi)發(fā)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用于三維空間數(shù)據(jù)的管理、查詢和可視化。在地質(zhì)、城市規(guī)劃、海洋等三個(gè)領(lǐng)域做了地表三維立體圖、城市立體地形圖、地溫變化立體圖、等溫面立體圖等運(yùn)用的實(shí)驗(yàn)，獲得了較好的效果。文獻(xiàn)13采用基于八叉樹(shù)和不規(guī)那么四面體的混合數(shù)據(jù)構(gòu)造，在惠普HP任務(wù)站上采用Starbase圖形庫(kù)和C言語(yǔ)，開(kāi)發(fā)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在一9km X5km范圍的煤田區(qū)域作了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)大約有100個(gè)鉆孔、3個(gè)煤層、多層巖

19、石，有鉆孔采樣數(shù)據(jù)、地表數(shù)據(jù)、鉆孔定位數(shù)據(jù)、斷層數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)包括建立實(shí)驗(yàn)區(qū)的三維模型、三維可視化和對(duì)不同地質(zhì)構(gòu)造的一些特殊分析，實(shí)驗(yàn)獲得了預(yù)期的效果。othermap 測(cè)繪信息網(wǎng)3三維GIS數(shù)據(jù)模型在地質(zhì)礦山中運(yùn)用分析3.1數(shù)據(jù)模型的運(yùn)用從1節(jié)可以看出地質(zhì)礦山景象極其復(fù)雜，既包括地層、斷裂、礦體等天然地質(zhì)體，也包括鉆孔、豎井、巷道、采礦區(qū)等人工設(shè)備。從幾何角度來(lái)看包括點(diǎn)、線、面、體。因此采用什么樣的三維數(shù)據(jù)模型來(lái)描畫(huà)地質(zhì)礦山景象應(yīng)針對(duì)各類(lèi)景象的特點(diǎn)而異。應(yīng)本著描畫(huà)構(gòu)造簡(jiǎn)單、具有拓?fù)潢P(guān)系、滿足一定的空間精度、便于處置與分析的原那么。文獻(xiàn)5在傳統(tǒng)三維數(shù)據(jù)模型的根底上進(jìn)展了開(kāi)展，有效地處理了體描

20、畫(huà)中的實(shí)踐問(wèn)題。實(shí)踐上，地質(zhì)礦山景象遠(yuǎn)遠(yuǎn)不限于這些普通的體，還包括線如鉆孔、柱體如巷道、豎井等這樣一些非體和特殊體的地質(zhì)景象。此外，礦體檔次的分布也是一個(gè)非常特殊的體分布。針對(duì)這些情況，文獻(xiàn)6作了較深化的研討，處理了地質(zhì)礦山中的天然地質(zhì)體和人工設(shè)備的描畫(huà)問(wèn)題。為了便于快速的空間分析和可視化，作者以為可在文獻(xiàn)6描畫(huà)的各類(lèi)地物數(shù)據(jù)構(gòu)造中添加一個(gè)包含對(duì)象的最小體參數(shù)。此外，如何較為準(zhǔn)確有效地描畫(huà)礦體內(nèi)礦物成份分布特征是值得進(jìn)一步研討的問(wèn)題。總之，由于地質(zhì)礦山景象的復(fù)雜性，描畫(huà)的數(shù)據(jù)模型比較復(fù)雜，目前還未見(jiàn)一個(gè)真正滿足地質(zhì)礦山領(lǐng)域的基于三維數(shù)據(jù)模型的三維GIS軟件?？梢灾眯?，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)與方法來(lái)分

21、析研討適宜地質(zhì)礦山景象的三維GIS數(shù)據(jù)模型是未來(lái)的趨勢(shì)。3.2數(shù)據(jù)庫(kù)管理與可視化手段httpothermap 測(cè)繪信息網(wǎng)合理有效的管理反映地質(zhì)礦山中的各種景象的數(shù)據(jù)需求數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的支持，由于描畫(huà)地質(zhì)礦山景象的數(shù)據(jù)構(gòu)造中，涉及到對(duì)象嵌套和記錄變長(zhǎng)這樣的數(shù)據(jù)特征，因此最好采用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)才干有效地進(jìn)展管理。也可以充分利用現(xiàn)有關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)如Access、SQL Server的Binary和備注字段實(shí)現(xiàn)變長(zhǎng)記錄的管理，但效率會(huì)有所降低。最終問(wèn)題的處理還需求面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)或自行設(shè)計(jì)的文件系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)應(yīng)提供構(gòu)造化查詢言語(yǔ)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)三維空間對(duì)象的不同操作。這些操作應(yīng)

22、包括量測(cè)、預(yù)測(cè)、目的生成等?？梢暬堑乩硇畔⑾到y(tǒng)的主要功能，也是直觀地觀測(cè)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的主要手段。三維物體的可視化可以自創(chuàng)三維幾何外型的方法進(jìn)展，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足地質(zhì)礦山中的三維景象的要求。目前三維對(duì)象可視化技術(shù)得到了較大的開(kāi)展，較為領(lǐng)先的主流3D軟件有：OpenGL、QD3DQuick Draw 3D和Direct3D。OpenGL是獨(dú)立于操作系統(tǒng)的，有120多個(gè)功能強(qiáng)大的函數(shù)，具有開(kāi)放性，是目前科學(xué)和工程運(yùn)用中的無(wú)異議的規(guī)范，但它短少面向?qū)ο蟛鸥?。而QD3D是完全面向?qū)ο蟮?，可以利器具有?nèi)在特征如光照、幾何變換和紋理映象等的新的對(duì)象實(shí)例，簡(jiǎn)便地構(gòu)造3D。Direct3D和QD3D一樣，也是一

23、個(gè)簡(jiǎn)約的面向?qū)ο蟮目蓴U(kuò)展體系構(gòu)造，但遭到WIN95的限制。這三種3D軟件各具特點(diǎn)，在進(jìn)展地質(zhì)礦山景象的可視化處置時(shí)，可根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境和功能需求進(jìn)展選擇。在Windows環(huán)境下采用VC+ 言語(yǔ)調(diào)用3D函數(shù)的方法，既可以得到較好的三維效果，同時(shí)可以簡(jiǎn)化軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程。處理可視化問(wèn)題的關(guān)鍵是三維數(shù)據(jù)模型與可視化軟件的接口。4終了語(yǔ)httpothermap 測(cè)繪信息網(wǎng)三維GIS的運(yùn)用需求越來(lái)越緊迫，但目前支持三維對(duì)象尤其是地質(zhì)礦山景象的三維GIS軟件還不成熟。學(xué)者們對(duì)此作了很多研討，并獲得了初步效果。研討開(kāi)發(fā)三維GIS系統(tǒng)任重道遠(yuǎn)，置信隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和可視化技術(shù)研討的不斷深化和開(kāi)展，面向地質(zhì)礦山需求的三維GIS將會(huì)很快實(shí)現(xiàn)。* 本文得到國(guó)家出色青年科學(xué)基金工程編號(hào)49525101和測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金資助工程編號(hào)