煤矿井上下三维可视化系统.docx
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煤矿井上下三维可视化系统
煤矿井上下三维可视化系统
一、北京龙软:
（一）地测空间管理信息系统：
主要包括地质数据库管理系统、测量数据库管理系统、水文数据库管理系统、储量（三量）数据库管理系统、地质图形系统、测量图形系统、素描图形系统。
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主要实现功能：
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（1）地质、测量、水文和储量（三量）数据的一体化网络数据管理；
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（2）自动进行钻孔孔斜校正；
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（3）自动进行储量、损失量计算，生成煤层储量图、损失量图；
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（4）自动生成（含逆断层）包括达数千点值的等值线图，实现等值线自动注记；
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（5）自动生成任意比例尺的勘探线剖面图和任意方向剖面图；
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（6）自动生成煤岩层对比图；
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（7）自动生成综合柱状图和单孔柱状图；
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（8）自动生成水文相关关系曲线图；
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（9）自动或交互式形成巷道素描图；
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（10）平面和剖面相互对应动态修改；
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（11）动态生成回采工作面综合地质图；
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（12）交互式实现储量块段的面积、储量计算等，自动生成钻孔小柱状；
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（13）自动实现测量原始数据计算等，自动形成成果台帐；
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（14）依测量成果动态填绘采掘工程平面图、自动处理空间关系（只需生成大比例尺，小比例尺图自动生成）；
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（15）不同类型的图形自由组合成新图；
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（16）各类报表、台帐的动态管理等；
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（17）自动生成巷道测量剖面图；
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（18）自动生成“三书”报告等。
1、地质数据库子系统
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主要功能：
完成地层、勘探线、钻孔、煤层资料、断层数据等的管理、查询，同时为动态成图提供适时数据。
地质数据库系统-钻孔数据管理
2、测量数据库子系统
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主要功能：
实现对井上、下测量基础数据的计算、管理；标定解算；动态查询以及为填图提供动态数据。
测量数据库系统-导线成果
3、水文数据库子系统?
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主要功能：
实现对矿井涌水量、突水资料、长观孔水源井、抽水与水质与防治水数据资料的管理、查询，以及为图形的绘制提供所需的数据，并自动打印出表；
水文数据库系统-矿井涌水量基础数据管理
4、储（三）量数据库子系统
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主要功能：
实现对矿井探煤厚资料、月末回收率分析表、月末出煤及损失量分析、开拓煤量平衡表、准备煤量平衡表、回采煤量平衡表、期末三个煤量表、出煤量及损失量分析表和季末采区回收率等数据录入与查询，并自动打印出表；?
储（三）量数据库系统-数据录入
5、平面图系统子系统
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主要专业功能：
能够读取水文数据库的数据自动插入水文图例；能够自动生成水文相关关系曲线图；能够自动计算封闭区域的面积，完成储量的计算，储量块段图例符号的绘制。
可以任意构造储量块段符号；能够自动处理储量块段边界的颜色；可以建立矩形网和三角网地质模型，快速生成满足要求并符合地质规律的煤层底板等高线图，各种等值线图；能够根据断层的三要素自动推断断层对盘的等高线；自动生成三角网地质模型时，可以解决包括逆断层在内的所有复杂构造；能够处理包括数千个点在内的等值线图的自动生成，能够同时调入多对矿井的数据以生成等值线图；能够同时读入两层煤的底板等高线，以方便图形的对照修改；能够同时读入平面图和剖面图，以实现图形的动态修改；能够实现平面图和剖面图数据的动态交流，完成相互的动态修改；能够读取掘进和回采工作面图形的相关数据，并自动生成任意比例尺、任意等间距的回采和掘进工作面地质图形；能够方便、快速地把钻孔资料（底板标高、煤层厚度、小柱状和煤化学表等）注记到钻孔所在的位置或图形的边界；能够绘制任意小柱状；能够完成剖面图断层的追加、删除、移动、旋转。
在处理断层时，相关的地层自动处理；能够根据断层的落差自动调整断层两侧的地层；能够从数据库中提取数据自动注记地层、煤层结构；能够自动注记勘探线方位；能够快速、自动生成任意比例尺的勘探线剖面图、煤岩层对比图。
数据来源于数据库；能够高精度地处理数字化地质和地震剖面，使相应的坐标系统为地理坐标系统；能够修改地层的厚度，在地层中绘制巷道断面；能够在煤层中处理顶煤、底煤及采空能够处理推断煤层；能够处理不整合等地层界线；能够自动处理地层与断层间的楔形相交；能够从数据库提取数据自动充填钻孔柱状岩性；能够自动处理第四系水文地质岩性图例的填充；能够修改断层的参数；能够任意配置勘探线剖面图；
地质图形系统
地质图形系统-等值线生成
地质图形系统-储量计算
地质图形系统-剖面生成
6、测量图系统子系统
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主要专业功能：
能够对任意比例尺的填图参数进行配置；能够通过极坐标和实际坐标方式完成任意比例尺采掘工程平面图的自动绘制。
实际坐标可以输入，也可以来源于测量数据库的最终成果。
在调用测量数据库的成果时，只经过简单的鼠标操作就可以得到数据；能够方便地处理各种数据形式的硐室（如硐口、硐中、硐尾，极坐标）；能够自动处理巷道的空间和平面相交；能够方便地处理曲线巷道。
在处理曲线巷道时，可以输入实际设计或施工参数（如半径，巷道宽度等）；能够方便、快速地填绘断层、月末工作面位置，采空区边界颜色，采空区的延伸等。
填绘月末工作面和采空区边界颜色时，用户利用鼠标只需作一些选择，无需进行十分复杂的处理；能够自动处理测量的各种图框，如通用图框，单一采掘图图框，标准分幅图框，地形图图框；能够计算面积和煤层的倾角；能够处理任意比例尺的工作面小柱状。
测量图形系统
7、素描图系统子系统
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主要专业功能：
能够自动获取巷道、煤层顶底板的数据，以自动生成煤层底板等高线图；自动生成工作面综合柱状图,数据来源于地质数据库；能够对巷道实测剖面图进行整体裁剪，并自动生成标高线。
素描图形系统
（二）煤矿三维可视化系统：
煤矿三维可视化系统是面向煤矿定制开发的虚拟现实可视化应用系统，该系统能够与二维LongruanGIS无缝集成，构建包含各种复杂地质构造（正断层、逆断层、陷落柱、含水层、老窑区等）在内的高精度三维地质透明化模型，并实现基础地测数据的动态更新。
有效地支持大型数据库和实时信息流通讯技术，集成安全监测、综合自动化、通讯视频等各类工业实时数据，构建矿井“采、掘、机、运、通”专业仿真模拟系统，实现全矿井“监测、管理、控制”的一体化，最终实现基于三维虚拟矿井平台的网络化、分布式综合管理，为煤矿安全生产管理提供保障。
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系统主要利用矿井实际数据，采用虚拟现实技术和各种实体建模技术，构建三维可视化应用，并能够通过与其它系统的接口（如瓦斯监测系统、视频监控、ERP系统等），显示监测、供电等实时数据，浏览、查询井下设备的各种参数和实时状态信息，从而达到无需下井亦可掌握矿井最新生产信息的目的。
主要包括工业广场三维可视化、巷道三维可视化、煤层三维可视化、三维井上下对照、基于三维巷道井下监测信息、井巷工程进度可视化、基于三维巷道井下设备三维可视化与管理、三维漫游、三维剖切、三维线路展示以及与ERP系统对接等功能。
主要实现功能：
（1）工业广场主要建筑物、道路、绿地、树木、煤仓、井口等的建模与可视化；
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（2）三维地层模型，三维巷道、钻孔、监测点、机电设备、井巷工程的建模；
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（3）工业广场与巷道、煤层、钻孔以及回采工作面的三维可视化叠加，即可形成一种新型的井上下对照图，即三维井上下对照图；
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（4）三维场景渲染、立体视觉生成、三维场景旋转、平移、缩放及三维场景录制；
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（5）地表工业广场及地表漫游，并可实现基于预定路线的漫游与基于Web的工业广场三维漫游；
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（6）三维信息查询，包括钻孔、巷道、工作面、实时监测信息的查询；
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（7）三维编辑、三维剖切，自动生成符合制图规范的剖面图；
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（8）任意区域煤层的储量估算；
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（9）基于三维巷道布置图的通风线路、避灾线路、下井路线等展示与模拟；
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（10）基于三维巷道布置图的工作面信息动态管理，如回采工作面布置、设备布置等；
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（11）基于三维巷道布置图的井巷工程进度可视化管理，可以根据掘进进尺、巷道方位与巷道坡度等数据分段建立巷道几何模型等，实现巷道进度查询等；
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（12）基于三维巷道布置图实现监测监控、井下人员跟踪定位、视频监控等信息的集成应用与展示；
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（13）基于3D-WebGIS实现管理层的辅助决策应用分析，如监测监控、避灾线路分析等。
三维井上下对照图
井上下三维重构（新型的井上下对照）
井下回采工作面图
工业广场可视化
井下硐室可视化
井下工作场所周围的空间信息搜索----缓冲区分析
巷道延伸
储量计算
三维剖切（绘制剖面线）
三维剖切（局部放大查询）
三维剖切结果
安全预警
监测监控信息查询
人员定位信息查询
基于Web的巷道工程进度可视化（黄色：
设计巷道，蓝色：
掘进巷道）
二、山东蓝光地理信息系统软件:
（一）蓝光地测地理信息系统：
集MIS、CAD、GIS和三维可视化于一体的大型应用软件平台。
可用于地测采台帐的录入与处理、图形的录入与处理、三维地质建摸、储量管理、三维可视化管理、工程图形的自动生成、辅助地质报告修编等。
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系统特点：
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（1）界面统一：
所有的CAD、GIS、数据库管理、三维可视化、输入输出等功能集成于同一界面，操作简单。
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（2）系统开放：
除了专用数据库外，所有的数据库，符号库、线型库、岩性库等都是开放的,而且系统所采用的所有文件都是文本（ASCⅡ）文件,开放程度达到最高级；
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（3）基础完备：
系统自带了符合行业标准的符号库、线型库、专用数据库；
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（4）容错性好：
系统几乎在每一个环节都带有纠错和提示功能；
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（5）兼容性强：
无论是数据库还是图形文件均具有较强的导入导出功能；
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（6）完备的三维化：
对于地测领域的任意对象几乎都可以进行三维建模，并进行渲染；
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（7）自动化程度高：
由基础数据可以直接成图；
主要功能：
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（1）具有完备的大型CAD功能：
如绘制精确的几何图形并对其进行各种尺寸标注；强大的图形编辑功能；为地质、测量、采矿等各专业提供了完备的符号库、线型库及图案填充库，而且这些符号库、线型库和填充图案库可由用户自己定制和扩充；各种基本实体的三维建模、扫掠建模及三维布尔运算等。
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（2）具有丰富的GIS功能：
如定义图形中各种对象的属性库、配置并查询各对象的属性，实现图文、图库互查互动，用户可以根据需要自己建立或修改数据库，增加管理内容，方便用户扩展，还可进行各种统计分析：
如缓冲区分析、网络分析、拓扑分析和流域分析等。
（3）具有完备的图形处理功能：
如：
对于扫描图件具有自动配准校对功能；能够完成图形的裁剪、分离与拼接、能够根据图形组合，形成各种综合图形；可以在图形中自动插入图框、图签、会签栏、交通位置示意图、开拓方式示意图等；可以实现各种图形比例尺的自动转换，转换后可保证符号、注记、线型等的正确性；提供了协同刷新图形的功能，避免了重复制图的麻烦，同时也保证了数据的准确性；为某些特殊对象提供了方便快捷的绘制功能，如断层符号、煤层小柱状、储量块段、采空区边界等。
（4）具有强大的图形转换功能：
例如可以完整地把二维图形转换到AutoCAD、MapGIS、MapINFO等系统，可以导出为WMF格式，渲染图象可以转为任意尺寸的BMP格式等。
（5）具有强大的矿山测量数据处理功能，主要包括联系测量计算、测量平差、贯通误差预计、各种投影变换和换带计算等。
（6）对图形中所有对象如导线点、钻孔、采空区、硐室、水体、地面建筑等都能够检索其特征信息和关联图形。
（7）在平面图中的平面任意位置可切割出含煤层、岩层、断层、老空积水区水体、构筑物、及附近巷道和标高点，并且能够反映真实情况的剖面。
（8）能够对孔斜、导线自动计算和填图。
（9）能够利用测量资料或掘进进尺数据和回采进尺数据自动填图，并计算工程量和产量。
（10）根据数据库数据自动生成二维和三维巷道布置图。
（11）能够对任意层状构造进行空间三角剖分与建模。
（12）能够实现包括地面、地面建筑、地面水体、道路、钻孔、地下巷道、地下硐室、采场、断层、煤岩层、矿体等对象的三维建模，并可进行叠加合成处理，并实现复杂的三维剖切，形成预想的三维剖切图。
（13）具有强大的三维可视化功能，完成对三维空间模型的渲染、旋转、移动和缩放，并可在三维空间实现漫游功能。
（14）可以根据相关图形配置属性、获取属性数据，建立数据库。
（15）能够实现平剖面图断层的自动处理，如追加、移动、旋转等。
（16）能够对复杂地质条件下的等高线进行自动处理，并能够结合其它相关因素作相应修改校准
（17）能够进行钻孔资料（柱状图和数据表）查询。
（18）能够实现“三量”计算和储量管理，并实现图库联动。
（19）能够根据相关资料，进行地表沉陷预计。
地表岩移观测数据处理和岩移分析。
（20）强大的数据库导入导出功能，可实现DBF、MDB、XLS、Oracle、SQLServer等数据库的导入导出。
（21）可以实现对数据库和图形的任意组合查询。
（22）具有完备的属性关联、图文关联和图图关联功能。
（23）可以任意定义报表格式和计算公式。
（24）可以连接GPS信息和全站仪数据。
（25）可以生成地质测量各种台帐和报表。
某矿地面漫游
地表岩移预计地表岩移分析
储量分析保安煤柱自动计算
工作面管理三维体的属性查询
二维仿真效果三维仿真效果
（二）蓝光三维地下工程CAD平台：
集CAD、GIS、MIS和三维可视化于一体的平台级软件，分别获得了国家科技部创新基金和信息产业部电子发展基金的资助，并已通过验收，验收结果为：
该系统无论是在模型算法的研究上，还是在人机交互的界面上都有较大的创新，软件内容丰富，功能强大，是一个比较理想的数字矿山和数字城市建设平台，在总体上达到了国际先进水平。
主要功能：
数据编录、图形编录、数值计算、三维地质建模、三维矿体圈定、三维储量计算、图形生成和渲染、地下工程设计、各种方案设计、图形绘制与编辑、图档管理、数据库管理、技术改造等。
是一套集计算机绘图、数值计算、系统优化、信息管理等于一体的网络集成软件系统,符合国家设计规范和有关行业标准。
技术特点：
（1）对复杂地质构造的三维建模问题进行了深入研究,较好的解决了层次块状、脉状等矿体储量,断层、褶层构造建模,提出了利用三维离散点直接圈定三维矿体的伪凸壳算法。
（2）CAD、GIS、数据库管理、三维可视化、输入输出等功能集成于一体，操作简单，实用性强
（3）除专用数据库外，其他的数据库、符号库、线型库、岩性库等都是开放的，开放程度高,便于二次开发。
系统自带了符合地测采行业标准的符号库、线型库、专用数据库。
数据库及各类图形文件均具有较强的导入导出功能。
（4）对于地测和市政领域的任意对象几乎都可以自动进行三维建模、叠加与渲染。
由基础数据可以直接成图，由属性图也可以重建数据库。
（三）蓝光采矿协同设计系统：
系统特点：
（1）该产品是在《地理信息系统平台》上研制而成，与地质测量等系统完全实现动态联动；
（2）操作简单。
由于采用画法几何原理，使得在绘图方式上与手工绘图类似，通过简单的鼠标操作，就可绘制出非常复杂的精确图形，而不需要记住许多命令也不需要处理众多选项；
（3）功能齐全。
具有二维绘图所需的所有功能。
特别是在图块操作、图元符号操作、高级线型和填充类型等方面比其它CAD强出许多；
（4）专业功能强大。
完全采用参数驱动的方式为采矿专业设计提供设计模块，可在地质测量数据的基础上直接进行动态智能设计，设计结果可完全与地质测量、通防、供电等系统无缝集成，达到了数据的完全共享；
（5）智能化程度高。
可以继承地质测量的三维空间模型的所有属性达到智能化设计。
系统专业部分的主要功能：
采区巷道布置设计、U型钢支护断面设计、工作面支护设计、采煤方法、巷道断面设计、断面锚杆锚网支护成图、道岔设计、交叉点砌碹成图、交叉点锚杆支护成图、交叉点设计、巷道立交设计、井底连接设计、井底车场设计、井筒设计、局部通风设计、煤仓设计、总采面运回顺槽、地表岩移预计、三机配套选型设计、采区变电所、皮带设计计算、提升绞车选型设计、循环作业图表、立井提升设备、运人系统设计、井底水窝设计、联巷水仓设计、水仓设计、主排水泵房硐室设计、采区车场设计、采区中部车场设计、断面炮眼布置、综采工作面设备布置、锚杆断面支护设计、锚网断面支护设计、格栅断面支护设计、防冲设计、临时支护、掘进刀工序示意图、回采进刀工序示意图等,并可生成工程量表、材料表和设计说明书等。
完全基于三维地理信息系统的协同采矿设计,功能强大、内容丰富，能够自动完成相应的施工图设计、工程量计算、安全评价、设计文档和三维效果图的生成。
巷道断面设计操作界面
煤仓设计界面
三机配套选型及设计
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