矿井通风立体图及网络图自动绘制方法的研究

摘要

矿井通风立体图及网络图是矿井通风安全管理及评价最重要的决策依据，而井下三维巷道建模及通风网络拓扑关系的自动建立与管理是计算机在我国矿井通风中进行推广应用的瓶颈技术。因此，矿井通风立体图及网络图自动绘制方法的研究具有重要的学术价值和实际应用价值。 煤矿井下的三维建模与应用是目前矿山GIS研究的一个热点和难点。井下巷道的布局设计与煤田范围、煤层倾角及现有的开采条件等因素关系密切，设计方案要依实际情况而定。井下巷道是矿山生产和施工的主要研究对象之一，巷道设计的优劣对矿山安全生产、运输、通风、排水、供电等方面有直接影响。 在借鉴前人研究成果的基础上，本文主要分析、比较了当前的三维巷道建模方法，根据通风立体图的特点，简化了巷道数据模型，改进了巷道建模方法，并给出了具体实现算法。该方法将巷道断面视为统一大小的圆形，用圆柱体代替巷道，利用OpenGL技术，对矿区三维巷道进行动态显示，将矿井巷道的空间位置准确的显示出来。巷道视点可变换，能以任意角度观察巷道。在三维矿井立体图的基础上，自动添加绘制通风构筑物、风机及节点风量、风向的标注等，使通风立体图实现了动态绘制。 以往矿井通风网络拓扑关系的建立是人工对网络图巷道始末节点标号，然后形成相应的数据文件或数据库。针对此种情况，本文利用计算机图形学知识和图论学知识，着重研究了自动绘制网络图的原理、算法和数据结构，并在VC++.NET平台下编程实现，使网络图绘制实现初步的自动化。矿井通风立体图及网络图自动绘制软件系统操作简便，人机交互效果较好，基本能够满足现场实际应用需要。该软件的开发成功，对矿井通风安全管理及评价大有裨益，对煤矿通风安全管理的自动化、现代化建设具有积极的作用。

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第一章绪论

1.1选题的目的和意义

1.2国内外研究动态

1.2.1三维建模方面的研究

1.2.2矿井通风网络的研究

1.3论文的研究内容

第二章系统总体设计方法的选择

2.1系统开发工具的特点

2.1.1利用AutoCAD软件进行二次开发

2.1.2利用VRMap等地理信息系统软件进行二次开发

2.1.3利用高级编程语言从底层开发

2.2软件开发语言及开发平台的选择

第三章矿井通风立体图实现的功能与原理

3.1三维仿真模拟平台

3.2矿井三维巷道

3.2.1适合矿井特点的三维GIS数据模型与结构

3.2.2选择三维数据模型的原则

3.2.3巷道数据来源、特点及结构

3.2.4巷道建模的原理、算法

3.3矿井通风立体图的绘制

第四章网络图部分

4.1概述

4.2通风系统拓扑关系的建立

4.3点的简化处理

4.4通风网络图的特点

4.5通风网络图的数据结构及存储

4.6风网图绘制原则

4.7由通风立体图自动生成通风网络图的原理、算法

4.7.1布点算法

4.7.2拓扑关系自动建立算法

4.7.3连线的实现算法

第五章数据管理

5.1数据文件管理方式

5.2数据库管理方式

5.3数据库设计

5.4在MFC下操作数据库

第六章结论与展望

6.1主要结论

6.2展望

参考文献

致谢

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