基于钻孔数据的三维地质模型可视化

2022年05月13日 阅读数:3
这篇文章主要向大家介绍基于钻孔数据的三维地质模型可视化,主要内容包括基础应用、实用技巧、原理机制等方面,希望对大家有所帮助。

前言

智慧矿山是一个汇聚了多学科、多主题、多维空间信息的复杂系统,是在矿山地表和地下开采矿产资源的工程活动中所涉及的各类静、动态信息的所有数字化管理,智能分析,可视化展现,从而达到降本增效,实现企业利益的最大化。前端

地质数据是三维地质建模的基础和前提,也是实际项目中矿山资源评估和采矿设计的基础,是智慧矿山的基础之一。地质数据通常主要以工程钻探形式得到,经过钻孔,来获取基本岩性信息和取样分析数据,从而得到详细的地层信息,如地层年代、地层名称、地层厚度、岩石名称、岩性描述、底界深度等。算法

经过钻孔数据和各类物探手段,咱们能够得到矿区地层的多个断面信息。根据断面信息,利用插值算法(反距离插值 IDW 或者克里金插值),得到整个矿区的地层三维网格数据。利用图扑软件 Web 可视化引擎,将网格数据呈现到 Web 端,增强地质直观展现方式的空间拓展,挖掘隐藏的地质信息内容,提高数据应用价值。
数据库

图扑软件自主研发的 HT 是基于 HTML5 标准技术的 Web 前端 2D 和 3D 图形界面开发框架。提供从 SDK 的 API 组件库到行业图标和三维模型资源库。能够搭建多维度的可视化效果,让用户拥有更多可视化场景的选择。segmentfault

服务器端

剖面数据和三维网格

剖面数据来自钻孔数和勘探数据。随着开采的进行,剖面数据须要持续修正。安全

经过插值算法算法生成三维网格。整个过程使用算法自动实现。管理员只须要按照规定格式上传开采数据便可触发网格生成算法,系统自动从新生成网格。
服务器

人工校订数据

系统前端提供模型编辑功能,容许用户修改模型,上传修改信息。修改信息存入服务器的人工校订数据库。网络

前端模型展现时,会自动加载三维网格数据和人工校订数据,呈现修正过的模型。
数据结构

客户端

前端展现包含原始输入数据:钻孔信息和剖面信息。便于用户分析生成的三维网格数据是否合理。框架

三维模型和二维数据联动

用户点击三维模型时,页面自动连线对应的树形节点,便于用户快速查找信息。同理,用户点击二维树形节点时,页面自动连线对应的三维模型。
运维

钻孔信息展现

钻孔信息能够在左侧看到总览,同时用户也能够在三维场景中直观的看到具体地层的位置。用户能够按任意方向裁切三维地层,观察地层的变化,保存裁切面图片。

剖面数据展现

模型裁切

网格显示与测距功能


模型编辑

前端用户能够编辑三维模型。用户能够调节编辑的区域大小,模型形变的方式。经过鼠标拖拽控制点调节模型形状变化。此时用户还能够修改形变曲线,三维模型实时同步变化。前端将模型的修改信息上传到服务器,保存到人工校订数据库。

形变曲线是一段贝塞尔曲线。图扑 SDK 引擎内置支持贝塞尔曲线的绘制,求交点等各类几何操做。强大灵活的 3D 引擎可让用户轻松实现三维模型的呈现编辑功能。用户无需关心繁琐复杂的 WebGL 操做,能够将精力放到智慧煤矿的业务层,节省开发费用,加快开发进程。

系统难点

三维网格信息在服务器端由插值算法生成。比较密集的网格信息包含更多的细节,模型相对于断面信息失真小,但生成的数据量大,对网络传输和前端展现都有压力。

比较稀疏的网格数据量小,加载速度快,网页展现流畅。但细节信息不够,地层变化剧烈的区域模型和裁切面偏差较大。

为了知足前端页面各类展现需求,服务器端采用金字塔式数据结构,按照不一样的网格间距生成多个分辨率的三维网格信息。前端根据展现的分辨率需求和展现的区域,请求对应的网格信息。对于超出屏幕范围或者不可见的部分加以隐藏。

5G 赋能矿山智慧化

数字经济化时代,有关将来矿山的建设与实现方式在不断地突飞猛进。在 AI 技术、智能勘探,物联网、可视化等新型 ICT 技术的加持下,传统矿业加速向绿色、安全、智能、高效方向发展。

5G 做为数字化转型的核心技术之一,河南跃薪与华为签署 5G 技术合做协议,首次将 5G 技术应用在无人矿山领域。5G 不断推进万物互联,逐渐实现无人采矿,最大限度提升矿山生产效率,解决了露天煤矿传统人工做业操做危险系数高、劳动强度大、做业环境恶劣等问题。

露天矿可视化解决方案

露天矿是把覆盖在矿体上部及其周围的浮土和围岩剥去,把废石运到排土场,从敞露的矿体上直接采掘矿石 。

现代科技的普遍应用为传统采矿业带来的革命性变革不单单让矿区员工感觉到翻天覆地的变化,也让你们对智能化矿区的进一步建设有了新的更大的期待。

图扑软件 HT 加强了基于 WebGL 的 3D GIS 技术在矿山、水利、化工等领域的实施应用,在传统建模基础上引入了航拍的倾斜摄影 3D 建模方案,解决了如化工园区、矿山这种场景面积大,传统 3dsmax maya 之类工具手工实景建模工做量巨大的问题,经过无人机航拍,加后期数据处理,无缝融合 HT 原有 3D 模型,很好的解决了宏观和微观融合一体化的需求。

露天矿山的三维场景数据获取方式主要有两种:一种是经过航拍建模;一种是经过人工建模。

航拍建模,也称倾斜摄影实景三维是近年来快速发展的一项 GIS 技术。利用飞机或无人机搭载多台传感器,从先后左右以及垂直五个方向对地物进行拍摄采集,快速高效获取真实反映地面状况的数据信息。经过纠正、平差、多视影像匹配等一系列的专业处理操做,最终得到三维模型。

人工建模,主要是根据必定范围内的场景图或者 CAD 图纸结合实景照片对地面状况进行人工建模。

图扑自主研发了基于 HTML5 的 2D、3D 图形渲染引擎,提供 BIM、GIS、VR 、XR、MR 、23D 可视化 Web 端解决方案,同时也普遍应用于智慧城市、园区楼宇、孪生工厂、智能制造、智慧水务、智慧能源等工业互联网各行业的数字孪生、数据可视化项目。

矿业领域,图扑软件与合做伙伴成功实施了紫金矿业全球多国矿山站点的 3D 可视化综合运维系统:

图扑软件可视化打破了企业数据孤岛现象,全方位、多维度不断推进产业数智化,实现信息互联互通,进行数智化改造全覆盖。助力行业实现安全、绿色、高效、智能发展,赋能零碳矿山建设与双碳目标实现,最终建设人与天然和谐共生的现代化。

更多行业应用实例能够参考图扑软件官网案例连接:
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