基于Java3D的巷道三维可视化系统研究与实现

论文摘要

矿山的三维可视化一直是数字矿山领域研究的热点方向。利用虚拟现实技术实现矿山场景的三维模型构建,以及在此基础上的三维漫游、可视化分析等技术是实现矿山自动化管理的重要组成部分。这其中巷道的三维建模以及在三维基础上的空间分析是实现这一技术的关键部分。地下巷道是煤矿中最重要的空间要素。巷道体本身是一种人工建筑,具有一定的建筑结构,适用于用三维建模语言来进行模型的描述。但巷道体的结构又与地面上的人工建筑有着明显的区别。地面建筑大多数是可以以面状结构进行结构描述,而巷道体则在构造上呈现出三维空间管网的特点,因此需要根据其结构特点来设计数据模型,并以此来构造巷道三维模型。本文首先对比分析了当前市场上流行的三维建模语言与工具,并且选择了适用于网络发布的Java语言和Java3D开发工具包来进行矿山三维平台的开发。同时针对3DGIS领域的多种数据模型进行了比较分析,选择了适用于巷道体的数据模型。在此基础上,着重进行了以下方面的研究:1.设计并实现了巷道体的三维空间结构。2.分析了巷道测量数据的特点,在此基础上实现了测量数据到巷道建模数据的转换。3.针对相邻巷道体之间的相交和错切问题,提出了巷道体连接部的空间结构,以此来连接相邻巷道。4.设计并实现了矿山三维可视化平台,在平台中进行巷道体和巷道中地物的三维可视化显示,并在此基础上实现了相关的空间分析功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 数字矿山及矿山的三维建模理论
• 1.3 矿山三维可视化的相关技术
• 1.4 巷道三维可视化的研究现状
• 1.5 论文研究的主要内容
• 2 Java和 Java3D介绍
• 2.1 Java语言及其特点概述
• 2.2 Java3D及其特点介绍
• 3 巷道三维数据模型的建立
• 3.1 巷道三维数据模型
• 3.2 巷道的数据结构
• 4 巷道的三维建模
• 4.1 单条巷道的三维建模
• 4.2 巷道连接部位的三维建模
• 5 基于 Java3D的巷道可视化系统
• 5.1 系统的总体设计
• 5.2 数据管理模块
• 5.2 巷道建模模块
• 5.3 三维可视化模块
• 5.4 空间分析模块
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 发表论文