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简谈沉陷基于GIS顾与矿区地形特点开采沉陷三维可视化

收藏本文 2024-04-08 点赞:17884 浏览:73822 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:传统上对开采沉陷信息的可视化常利用二维剖面线或等值线进行实现,由于矿区地表沉陷信息在时空分布上具有三维连续性,所以利用二维图形表达开采沉陷信息具有现实的局限性,不但表达的直观性较差,而且也难以表达地表移动变形的细节,对地表移动变形信息的判断也需要一定的经验以及数学、地图学方面的知识。GIS作为地理学的第三代语言,具有强大的数据管理与表达及空间浅析能力,在地理学领域的运用中有其独特的优势,开采沉陷作为地学领域的一个分支,也应该充分运用GIS在地学方面的优势,提升本专业的数据处理、浅析及表达的效率,但已有利用GIS进行开采沉陷可视化的探讨都没有考虑到矿区的原始地形特点,由此生成的预计结果可视化图形,只能表达地表为水平面时的矿区开采沉陷情况,却无法顾及矿区原始地形特点,不能体现矿区塌陷后的地表情况,给一些防灾减灾工程的设计带来了不便。针对已有开采沉陷三维可视化策略中不能考虑矿区三维地形特点的不足,本论文通过计算机语言编制开采沉陷预计程序对矿区地表点进行三维坐标变形预计计算与坐标融合计算,并基于数据传输的方式,进行开采沉陷专业模型与GIS的结合,把GIS在地学方面的优势引入到开采沉陷领域中,实现了顾及矿区三维地形特点的开采沉陷三维可视化。利用该策略生成的三维表面,克服了已有开采沉陷三维可视化策略中不能体现矿区地表塌陷后移动和变形情况的不足,而且能充分利用GIS强大的数据管理与空间浅析功能,提升了开采沉陷预计的效率和表达的效果,克服了传统管理方式下开采沉陷空间信息难于查询、识别和更新的弱点,实现了GIS在开采沉陷领域中的良好运用,对开采沉陷防灾减灾工程的设计具有一定的实际作用。关键词:开采沉陷论文概率积分法论文地形特点论文地理信息系统论文三维可视化论文

    致谢4-5

    摘要5-6

    Abstract6-10

    1 绪论10-15

    1.1 探讨目的和作用10-11

    1.2 国内外探讨近况11-13

    1.3 本论文主要探讨内容13

    1.4 本论文探讨的技术路线13-15

    2 矿区原始数据采集及数据预处理15-25

    2.1 数据采集15-19

    2.1.1 数据采集15

    2.1.2 数据采集的布点方式15-17

    2.1.3 数据采集应遵循的原则17-18

    2.1.4 数据采集的策略18-19

    2.2 利用CASS提取矿区原始地形数据19-21

    2.2.1 矿区地表空间三维数据的提取20-21

    2.2.2 其他地物类型的提取21

    2.3 数据预处理21-25

    2.3.1 空间数据中粗差的剔除21-22

    2.3.2 矿区地表点空间数据加密22-23

    2.3.3 矿区坐标系与计算坐标系的转换23-25

    3 开采沉陷预计数据的生成与融合25-34

    3.1 矿区地表移动变形预计模型25

    3.2 概率积分法预计模型25-26

    3.2.1 随机介质及其移动规律25-26

    3.2.2 单元水平移动的确定26

    3.3 半无限开采时地表移动盆地走向主断面的移动和变形预计26-27

    3.4 有限开采地表移动盆地主断面的移动变形预计27-30

    3.4.1 有限开采地表移动盆地走向主断面的移动和变形预计27-28

    3.4.2 有限开采地表移动盆地倾向主断面的移动和变形预计28-30

    3.5 地表移动盆地内任意点的移动和变形预计30-31

    3.6 地表移动和变形预计的基本参数及其求定31-33

    3.7 开采沉陷三维数据融合33-34

    4 开采沉陷预计系统的开发及与GIS的结合34-48

    4.1 开采沉陷模型与GIS的结合方式34-36

    4.2 系统的开发环境36-37

    4.3 开采沉陷预计系统的开发37-47

    4.3.1 系统的总体设计37-39

    4.3.2 系统的功能设计39-40

    4.3.3 系统的界面设计40-47

    4.4 系统部分变形预计程序正确性验证47-48

    5 矿区地表塌陷三维可视化实现及运用浅析48-59

    5.1 数字高程模型48-49

    5.2 开采沉陷区TIN的建立49-54

    5.2.1 TIN的数据结构49-50

    5.2.2 TIN的特点50

    5.2.3 TIN的生成算法50-52

    5.2.4 三角网的内插52-53

    5.2.5 等高线追踪53-54

    5.3 矿区地物模型的生成54-56

    5.3.1 建筑物模型的建立54-55

    5.3.2 道路模型的建立55-56

    5.3.3 植被、绿化地、水系模型的建立56

    5.3.4 对可视化地形进行分层着色56

    5.4 开采沉陷的运用浅析56-59

    5.4.1 空间浅析概述56-57

    5.4.2 空间浅析运用于开采沉陷57-59

    6 实例运用浅析59-68

    6.1 峰峰矿区三矿概况59-62

    6.1.1 矿区地质采矿条件59-62

    6.1.2 地表沉陷预计的基本参数62

    6.2 沉陷区数据采集及预处理62-64

    6.2.1 提取矿区原始地貌数据62

    6.2.2 分层提取矿区地物数据62-63

    6.2.3 剔除空间数据中的粗差63

    6.2.4 矿区空间数据的插值加密63-64

    6.2.5 矿区坐标系与计算坐标系的转换64

    6.3 开采沉陷预计与坐标融合计算64-65

    6.3.1 矿区地表点的三维变形预计64

    6.3.2 矿区地形数据与沉陷数据的融合计算64-65

    6.4 矿区地表塌陷三维可视化实现65-66

    6.5 基于塌陷地表模型的运用浅析66-68

    结论68-69

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