致谢 18

1.绪论

1.1  课题背景和需求分析

近年来，随着地理信息系统的三维可视化的发展，矿井开拓系统的三维可视 化的开发与研究也成为了关注的焦点。

所谓三维可视化主要是指一种工具,它用来显示地下及地面各种地质现象特 征。目前三维可视化广泛地应用于地质和地表的各个方面。三维可视化不是模拟 的技术,它是表征实际模型的一种具体手段,是矿井模型的一般呈现方式。我们所 要了解的三维可视化能够利用有效的数据来辨别资料的可信度,检查资料的连续 性,从而发现和提出是否有异常的地方,这就对我们工作的过程中提供了分析数据 的工具，有利于矿井方面的研究。目前我国的三维可视化主要从事的是地质和地 表的研究。从事地形可视化研究的有朱庆博士,李德仁博士,徐青博士等。从事地 下三维可视化研究的有龚建华博士后、陈述彭院士、吴冲龙教授等。尽管国内在 矿井开拓系统方面涉及的较少，与国外有一定的差距，但是已经在做出努力。论文网

1.3  常用的三维可视化的软件

目前在建筑行业,地质,采矿行业,机械设计行业常用的三维可视化的软件很 多,例如:3ds Max,Goole Sketchup,Maya,MultiGen Greator,AutoCAD 等。

这几种软件各有优缺点。(1)3dsmax 有着强大的建模环境但是需要和 cad 结 合使用,这难免具有一定的局限性。而且,在没有进行渲染前,3dsmax 远没有 SketchUp 看起来直观。(2)Auto cad 具有精确的三维建模能力,但是它的建模环境 不如 3dsmax,并且不具备顶级渲染和动画制作能力。一般常用与平面图的制作。 (3)SketchUp 容易上手,可以自己定义事物的纹理,效果更加逼真,但是不能够对三

维巷道进行空间上的分析。SketchUp 具体表现在以下四个方面,(1)对环境进行具 体模拟:一般情况下,我们需要利用 SketchUp 创建一个需要的三维模型,然后根据 实际情况以此为基础进行设计方案。(2)空间分析:利用 SketchUp 建模后,在建模 的场景中,实现漫游。通过漫游功能,可以观察场景中的具体细节和结构。这对分 析三维模型十分方便。更加直接地促进了客户和模型的交流。具有更加直观的效 果。(3)外形的构思利用 SketchUp 实现的三维建模操作起来容易上手,修改起来更 加容易。最重要的是还可以使用快捷键实现对模型的放大或者缩来推敲设计的细 节。相对于传统的方式而言有很大的创新性。(4)成果呈现效果由于 SketchUp 软 件的特点是工作人员面向设计去构思设计过程,而且可以在设计的任意时间生成 各种三维成果。所以,总体来说 SketchUp 呈现出了高效的设计技术。

1.4 SketchUp 主要的优势

SketchUp 软件建模功能强大,容易上手。操作者可以一边进行草图设计,一边 进行轮廓设计,还可以对局部进行追加设计。如果图形要求精度比较高,操作者可 以通过数值控制框输入具体的尺寸。使用 SketchUp 软件进行三维建模,使得模型 十分直观的呈现出来。SketchUp 软件建模的特点主要是三维建模呈现出逼真的 视觉效果,而且数据量很小、操作容易,建模效率非常高,最重要的是可以很好地与 客户交流。这些优点非常有益于三维辅助规划。也是矿井开拓系统的三维显示的 开发与研究的首选。

2 矿井开拓系统的三维显示总体设计方案分析

系统总体设计方案在整个矿井开拓系统的三维显示研究与开发的过程中起 到先导的作用。它提前设定好系统要实现的功能,预估设计方案实现的难度。矿 井开拓系统本身出发,考虑操作人员的实际情况来进行系统的设计。制定矿井开 拓系统的三维显示的总体方案设计可以为细节工作做准备。