(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.08.27
C N  104008570
A (21)申请号 201410196180.5
(22)申请日 2014.05.09
G06T 17/00(2006.01)
G06T 19/00(2011.01)
(71)申请人中国地质大学（北京）
地址100083 北京市海淀区学院路29号中
国地质大学（北京）教二楼109室
(72)发明人陈建平  于淼  郑啸  于萍萍
安力立  马贺清
(74)专利代理机构北京维澳专利代理有限公司
11252
代理人王立民
吉海莲
(54)发明名称
一种矿山的双三维建模方法
(57)摘要
本发明公开了一种矿山的双三维建模方法，
包括对地下的地质体进行三维建模，获得地质体
模型；根据地理位置坐标和地形高程数据，将表
征地表特征的二维平面图像上的各点拉伸至对应
的实际高度，获得与地表形状一致的图件地表模
型；对地下的钻孔和巷道分别进行三维建模，获
得钻孔和巷道模型；根据地理位置坐标，对获得
的所有模型进行合并，得到矿山的双三维模型。本
发明以地理位置坐标为关联，将获得的各模型合
并在一起，将地上(包括地表)与地下三维一体化
贯通并无缝拼接为一个有机整体，使用户可以在
本发明的双三维模型上纵观任意地理位置坐标处
的所有信息，用户仅通过该双三维模型即可对矿
山进行综合性分析，无需翻阅大量已有的矿山资
料。
(51)Int.Cl.
权利要求书2页  说明书8页  附图8页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页  说明书8页  附图8页(10)申请公布号CN 104008570 A
1.一种矿山的双三维建模方法，其特征在于，包括：
对地下的地质体进行三维建模，获得地质体模型；
根据地理位置坐标和所述矿山的地形高程数据，将表征地表特征的二维平面图像上的各点拉伸至对应的实际高度，获得与地表形状一致的图件地表模型；
对地下的钻孔进行三维建模，获得钻孔模型；
对地下巷道进行三维建模，获得巷道模型；
根据地理位置坐标，对获得的所有模型进行合并，得到所述矿山的双三维模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对地下的地质体进行三维建模，获得地质体模型包括：
分别对构成所述地质体的各实体进行三维建模，获得各实体的三维模型，其中，所述实体包括地层实体、构造实体、岩体和矿体中的至少一种；
根据地理位置坐标，对所述各实体的三维模型进行合并，获得所述地质体模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分别对构成所述地质体的各实体进行三维建模，获得各实体的三维模型包括：
获取矢量化的带勘探线的基准平面图；
获取矢量化的勘探线剖面图；
为所述基准平面图赋予实际的高程值；
在所述基准平面图上确定所述勘探线剖面图所在的勘探线位置；
在所述勘探线剖面图上确定高度等于所述高程值的坐标网格线；
根据地理位置坐标，将所述勘探线剖面图竖直立在所述基准平面图上，使勘探线剖面图上坐标网格线与基准平面图上对应的勘探线重合，以获得实体建模素材；
在勘探线剖面图上提取同一实体的轮廓线；
将所述勘探线剖面图上的同一实体的轮廓线连接在一起，获得对应实体的三维模型。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述实体建模素材作为一种模型合并至所述矿山的双三维模型中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对地上实体进行三维建模，获得地上实体模型；
将所述地上实体模型合并至所述矿山的双三维实体模型中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，根据地理位置坐标，对获得的所有模型进行合并，得到所述矿山的双三维模型包括：
将各模型以.max格式保存；
将各模型从3ds Max中导入虚拟现实平台中，在导入的过程中将各模型根据地理位置坐标进行合并，得到所述矿山的双三维模型。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述矿山的属性数据以模型名称为索引保存在属性数据库中，以在选定模型时，以选定模型的模型名称为索引从所述属性数据库中提取属于所述选定模型的相关属性数据，及显示提取出的所述选定模型的相关属性数据。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述二维平面图像包括遥感纹理图像、物探图像、化探图像和地质图中的至少一种。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述对地下巷道进行三维建模，获得巷道模型包括：
从巷道所在的中段地质平面图上提取巷道的中心线；
针对中心线的所有线段建立单独的分段巷道模型；
对所有分段巷道模型在巷道的交汇处进行贯通连接，以获得所述巷道模型。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述对地下的钻孔进行三维建模，获得钻孔模型包括：
从钻孔柱状图中提取钻孔的属性信息，所述属性信息包括孔口地理位置坐标，钻孔的最大深度、钻孔的测斜深度、钻孔的倾角和钻孔的方位角；
根据所述钻孔的属性信息在钻孔所在的地理位置坐标处生成所述钻孔的中心线；
围绕所述钻孔的中心线生成筒状钻孔，以获得所述钻孔模型。
一种矿山的双三维建模方法
技术领域
[0001] 本发明涉及矿山建模和地质多元信息集成领域，尤其涉及对矿山进行地上(包括地表)与地下双三
维贯通的建模和矿山多元地质信息集成表达的方法。
背景技术
[0002] 矿山是一类特殊的空间对象，一方面，其地下是各种地质体，地质体的地质构成及分布等信息非常重要，直接关系到矿山的开发利用及矿山开采的稳定性，所以进行三维建模及可视化时需要对构成地质体的地层、构造、岩体、矿体等地质信息进行描述和表达；另一方面，矿山与人类生产生活的关系密切，矿业发展需要依据周边的地形、环境、生产生活设施等，并需要对矿山开采及生产过程中可能出现的环境问题采取一定的环境保护措施。[0003] 另外，矿山在其长期的勘查和开采过程中，积累了大量的生产、管理、科研(地、矿、物、化、遥)的二维资料，这些与矿山研究与管理相关的资料包括地质图、物探图、化探图和遥感影像，以及行政区划图和资源规划图等，这些资料包含大量的有用信息，但多以二维平面图像表达，没有实现与三维模型进行一体化集成与表达，这无疑增加了对矿山进行综合性分析的难度。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于解决现有建模及集成方法无法实现地上(包括地表)与地下各实体统一建模与贯通的问题以及现有技术中存在的无法将所能获得的矿山信息进行集成表达的问题，提供一种实现地上(包括地表)与地下双三维贯通建模方法及三维模型与二维平面图像进行一体化集成与表达的双三维建模方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种矿山的双三维建模方法，包括：[0006] 对地下的地质体进行三维建模，获得地质体模型；
[0007] 根据地理位置坐标和所述矿山的地形高程数据，将表征地表特征的二维平面图像上的各点拉伸至对应的实际高度，获得与地表形状一致的图件地表模型；
[0008] 对地下的钻孔进行三维建模，获得钻孔模型；
[0009] 对地下巷道进行三维建模，获得巷道模型；
[0010] 根据地理位置坐标，对获得的所有模型进行合并，得到所述矿山的双三维模型。[0011] 优选的是，所述对地下的地质体进行三维建模，获得地质体模型包括：
[0012] 分别对构成所述地质体的各实体进行三维建模，获得各实体的三维模型，其中，所述实体包括地层实体、构造实体、岩体和矿体中的至少一种；
[0013] 根据地理位置坐标，对所述各实体的三维模型进行合并，获得所述地质体模型。[0014] 优选的是，所述分别对构成所述地质体的各实体进行三维建模，获得各实体的三维模型包括：
[0015] 获取矢量化的带勘探线的基准平面图；
[0016] 获取矢量化的勘探线剖面图；
[0017] 为所述基准平面图赋予实际的高程值；
[0018] 在所述基准平面图上确定所述勘探线剖面图所在的勘探线位置；
[0019] 在所述勘探线剖面图上确定高度等于所述高程值的坐标网格线；
[0020] 根据地理位置坐标，将所述勘探线剖面图竖直立在所述基准平面图上，使勘探线剖面图上坐标网格线与基准平面图上对应的勘探线重合，以获得实体建模素材；[0021] 在勘探线剖面图上提取同一实体的轮廓线；
[0022] 将所述勘探线剖面图上的同一实体的轮廓线连接在一起，获得对应实体的三维模型。
[0023] 优选的是，所述方法还包括：
[0024] 将所述实体建模素材作为一种模型合并至所述矿山的双三维模型中。
[0025] 优选的是，所述方法还包括：
[0026] 对地上实体进行三维建模，获得地上实体模型；
[0027] 将所述地上实体模型合并至所述矿山的双三维实体模型中。
[0028] 优选的是，根据地理位置坐标，对获得的所有模型进行合并，得到所述矿山的双三维模型包括：
[0029] 将各模型以.max格式保存；
[0030] 将各模型从3ds Max中导入虚拟现实平台中，在导入的过程中将各模型根据地理位置坐标进行合并，得到所述矿山的双三维模型。
[0031] 优选的是，所述方法还包括：
[0032] 将所述矿山的属性数据以模型名称为索引保存在属性数据库中，以在选定模型时，以选定模型的模型名称为索引从所述属性数据库中提取属于所述选定模型的相关属性数据，及显示提取出的所述选定模型的相关属性数据。
[0033] 优选的是，所述二维平面图像包括遥感纹理图像、物探图像、化探图像和地质图中的至少一种。
[0034] 优选的是，所述对地下巷道进行三维建模，获得巷道模型包括：
[0035] 从巷道所在的中段地质平面图上提取巷道的中心线；
[0036] 针对中心线的所有线段建立单独的分段巷道模型；
[0037] 对所有分段巷道模型在巷道的交汇处进行贯通连接，以获得所述巷道模型。[0038] 优选的是，所述对地下的钻孔进行三维建模，获得钻孔模型包括：
[0039] 从钻孔柱状图中提取钻孔的属性信息，所述属性信息包括孔口地理位置坐标，钻孔的最大深度、钻孔的测斜深度、钻孔的倾角和钻孔的方位角；
3ds[0040] 根据所述钻孔的属性信息在钻孔所在的地理位置坐标处生成所述钻孔的中心线；
[0041] 围绕所述钻孔的中心线生成筒状钻孔，以获得所述钻孔模型。
[0042] 本发明的有益效果在于，本发明的双三维建模方法将各种二维平面图像上的各点拉伸至对应的实际高度，形成与地表形状一致的各图件地表三维模型，并以地理位置坐标为关联，将形成的各图件地表模型、地质体模型、钻孔模型和巷道模型，以及还可以附加的地上建筑物景观模型等合并在一起，进而将地上(包括地表)与地下三维一体化贯通并无缝拼接为一个有机整体，使用户可以在本发明建成的双三维模型上纵观任一地理位置坐标