3D地测CAD系统研究
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摘要
随着经济的发展和CAD技术的不断完善与普及，矿山企业生产设计与管理的自动化水平已经成为衡量其生产水平与现代化程度的重要标准。地测采作为矿山企业生产设计与管理的基本环节，自然成为矿山企业自动化建设的重要组成部分。而目前沿用的经由图纸资料和台帐资料手工设计与管理的操作方式根本不能适应现代化生产设计与管理的需要，制约着矿山企业的发展。因此，建立地测CAD系统，是矿山企业自动化建设的基本任务。
本论文研究的3D地测CAD系统是北洛河铁矿自动化建设的重要组成部分。论文以北洺河铁矿的地测采生产设计与管理为实际应用背景，主要针对CAD技术在地测中的应用以及为采矿设计提供完整的地质资料，对软件设计与实现中所涉及到的几个关键技术与方法、软件的整体架构以及软件开发工具和开发环境的选取等方面进行了讨论与研究。
论文从工程应用的实际出发，主要进行了以下几方面的工作：
◆ 地测数据的存取结构及其与相关图形的互动技术
◆ 基于人工神经网络的矿岩界线的自动绘制理论与方法
◆ 基于OpenGL技术的3D矿床模型的自动生成理论与方法
◆ 基于粗糙集理论的地测数据预测分析模型
本论文综合运用了先进的ObjectARX技术、数据库技术、OpenGL图形技术、ADO数据库连接技术，以可视化开发工具Visual C++6.0为开发平台，以AutoCAD通用图形系统为应用平台，以MSSQL Server为数据库平台，完成了系统的总体设计与软件实现。整个软件系统与AutoCAD浑然一体，界面友好，人机交互性能强，使用非常方便。本论文软件系统的应用，将使地测采设计过程对设计者专业知识和经验的依赖性更小，系统设计质量更高，设计周期更短，更能体现3D地测CAD的强大功效。
With economic development and CAD technology's constant perfection and popularization, automatization level of mine enterprise designing and management for manufacturing has already become important standard of measuring its manufacturing level and modernized degree. Geological surveying and mining as basic component of mine enterprise designing and management for manufacturing naturally become an important part of mine enterprise's automation construction. But the operation mode of manual designing and management via drawing materials and sets of account materials can't meet the need of designing and management for modernized manufacturing, restricting the development of mine enterprises. So, setting up CAD system of Geological survey is the basic task of enterprise's automatic construction.
CAD system of 3D Geological survey researched in this paper is an important part of Beiminghe iron ore enterprise's automatization construction This paper research for manufacturing designing and management of Beiminghe iron ore enterprise which is its actual application background. Aiming mainly at the application of CAD technology in Geological survey as well as providing complete geology materials for mining designing, This paper has discussed and studied several pieces of key technology and method involved in design and realization of software, whole structure as well as selection of development tool and environment of software and so on.
From the practice of engineering application, this paper carries out the following items:
Accessing structure of Geological survey data as well as mutual transforming technology with its graphics.
The theory and method of automatic drawing boundary line between ore and rock based on the artificial neural network.
The theory and method of automatic modeling 3D mineral deposit model based on
OpenGL technology. The predicting and analyzing model of Geological survey data based on Rough Set.
This paper has comprehensively used advanced ObjectARX technology, Database technology, OpenGL graphics technology and ADO technology. Using Visual C ++6.0 as the developing platform, AutoCAD as the application platform, MSSQL Server as the database platform, this paper has accomplished whole design of system and realized the software. The whole software system can run well and use conveniently in AutoCAD, with a friendly interface and a better functions between operator and computer. This makes the process of design for Geological survey and mining less dependence on user's specialty and experience, and makes design result better in quality, faster in speed. All of these embody the great priority of the CAD system of 3D Geology and Survey even more.
本论文研究的3D地测CAD系统是北洛河铁矿自动化建设的重要组成部分。论文以北洺河铁矿的地测采生产设计与管理为实际应用背景，主要针对CAD技术在地测中的应用以及为采矿设计提供完整的地质资料，对软件设计与实现中所涉及到的几个关键技术与方法、软件的整体架构以及软件开发工具和开发环境的选取等方面进行了讨论与研究。
论文从工程应用的实际出发，主要进行了以下几方面的工作：
◆ 地测数据的存取结构及其与相关图形的互动技术
◆ 基于人工神经网络的矿岩界线的自动绘制理论与方法
◆ 基于OpenGL技术的3D矿床模型的自动生成理论与方法
◆ 基于粗糙集理论的地测数据预测分析模型
本论文综合运用了先进的ObjectARX技术、数据库技术、OpenGL图形技术、ADO数据库连接技术，以可视化开发工具Visual C++6.0为开发平台，以AutoCAD通用图形系统为应用平台，以MSSQL Server为数据库平台，完成了系统的总体设计与软件实现。整个软件系统与AutoCAD浑然一体，界面友好，人机交互性能强，使用非常方便。本论文软件系统的应用，将使地测采设计过程对设计者专业知识和经验的依赖性更小，系统设计质量更高，设计周期更短，更能体现3D地测CAD的强大功效。
With economic development and CAD technology's constant perfection and popularization, automatization level of mine enterprise designing and management for manufacturing has already become important standard of measuring its manufacturing level and modernized degree. Geological surveying and mining as basic component of mine enterprise designing and management for manufacturing naturally become an important part of mine enterprise's automation construction. But the operation mode of manual designing and management via drawing materials and sets of account materials can't meet the need of designing and management for modernized manufacturing, restricting the development of mine enterprises. So, setting up CAD system of Geological survey is the basic task of enterprise's automatic construction.
CAD system of 3D Geological survey researched in this paper is an important part of Beiminghe iron ore enterprise's automatization construction This paper research for manufacturing designing and management of Beiminghe iron ore enterprise which is its actual application background. Aiming mainly at the application of CAD technology in Geological survey as well as providing complete geology materials for mining designing, This paper has discussed and studied several pieces of key technology and method involved in design and realization of software, whole structure as well as selection of development tool and environment of software and so on.
From the practice of engineering application, this paper carries out the following items:
Accessing structure of Geological survey data as well as mutual transforming technology with its graphics.
The theory and method of automatic drawing boundary line between ore and rock based on the artificial neural network.
The theory and method of automatic modeling 3D mineral deposit model based on
OpenGL technology. The predicting and analyzing model of Geological survey data based on Rough Set.
This paper has comprehensively used advanced ObjectARX technology, Database technology, OpenGL graphics technology and ADO technology. Using Visual C ++6.0 as the developing platform, AutoCAD as the application platform, MSSQL Server as the database platform, this paper has accomplished whole design of system and realized the software. The whole software system can run well and use conveniently in AutoCAD, with a friendly interface and a better functions between operator and computer. This makes the process of design for Geological survey and mining less dependence on user's specialty and experience, and makes design result better in quality, faster in speed. All of these embody the great priority of the CAD system of 3D Geology and Survey even more.
引文
[1] 马鞍山矿山研究院系统室，矿床模型计算程序。
[2] 李劲松，露天开采设计CAD系统的开发，中国矿业大学研究生部(博士论文)，1988(6)
[3] 江龙剑，汪斌，王国中，臧文拴，刘爱华，矿山地质平剖面图自动转换系统研究与应用，金属矿山，2001(2)51～53
[4] 童祥，马拉格锡矿地测采综合CAD应用系统(GMCADS)，矿产与地质，2000，14(3)199～201
[5] 江平，矿山地质CAD软件的研制与应用，金属矿山，1998(9) 34～35
[6] 康贤，曾净，计算机在地质构造成图中数学方法及原理研究，西安工程学院学报，1998(20) 48～51
[7] 王玉琨，李进宝，王庆林，应用AutoCAD绘制柱状剖面图，中州煤炭，1996(4)39～40
[8] 周东，工程勘察计算机辅助成图系统，桂林工学院学报，1996，16(1)36～40
[9] 黄晓明，工程勘察数据管理与图件编制的微机实现，工程地质计算机应用(网页：geocom.hhcc.net.cn/magz/wk0202/6.htm), 2002 (5)
[10] 沈玉明等，CAD系统在攀纲石灰石矿爆破设计中的应用，金属矿山，2000(5)25～27
[11] 刘宪权，计算机技术在采矿设计中的应用，露天采煤技术，2000(3)35～37
[12] 王德筑，工程地质剖面图软件的开发与应用，水利部天津水利水电勘测设计研究院，2002(3)
[13] 杨春，云庆夏，绘制地质分层平面图的计算机方法，第五届矿山系统工程学术会议论文集，长沙，1990
[14] 康贤，曾净，计算机在地质构造成图中数学方法及原理研究，西安工程学院学报，2002(20)48～51
[15] 朱庆，三维动态交互式可视化模型，武汉测绘科技大学学报，1998，23．(2)124～127
[16] 李仲学，李翠平，矿床仿真及体视化技术，计算机仿真，2000(5)6～8
[17] 李翠平，李仲学，赵文广，矿床的体视化及仿真系统框架，金属矿山，2001(10)44～48
[18] 唐泽圣，三维数据场可视化，清华大学出版社，1999
[19] 李翠平，李仲学，胡乃联，矿床体视化的一种空间规则体数据生成方法，北京科技大学李学报，2002(6)589～592
[20] 汪灏泓，三维地质可视化系统SLGRAPH的设计与实现，计算机研究与发展，1998(35)9
[21] 李杰等，层状矿床的三维仿真与动态显示，中国矿业大学学报，Vol 24，No．4，1999
[22] 柴建设，童光煦，矿体形态模拟的研究，河北理工学院学报，1997(11)1～6
[23] 柴建设，集成化三维实体矿化模型理论及应用的研究(博士学位论文)，北京，北京科技大学资源工程学院，1995
[24] Houlding Setal, 3D computer modeling of geology and mine geometry, Mining Magazine, 1987 (3)
[25] B. L. Gibbs, Review of Modelling Techniques in commerical Reserves Evaluation Software, 22th APCOM, 1990
[26] J. F. Travassos, Geostatistical Modelling Using Octree Encoding, 24th APCOM, 1993 (7)
[27] Henley S and Wheeler AJ, The use of solid modeling in underground mine design, Datamine, 1988
[28] Hechi Nielsen R. Theory ofthe back propagation neural network[J], Proc of IJCNN, 1989
[29] 胡安国，微机在矿床储量计算与资料整理中的应用，北京，地质出版社，1992(5)
[30] 姜在炳，张庭林，煤矿地质测量信息系统(GSGIS2.5)，煤田地质与勘探，2003(10)4～6
[31] 陈文龙，船闸入字门可视化CAD集成系统研究(硕士学位论文)，河海大学水利水电工程学院，2003(3)
[32] 万久团，三维CAD标准件库建库平台的研究(硕士学位论文)，南京航空航天大学，2003(3)
[33] 黄光球，桂中岳，横剖面上矿体自动圈定的神经网络方法，中国钼业，1996(4)26～31
[34] 张建勋等，神经网络在二维零件图特征识别中的应用，工程图学学报，2001(1)13～18
[35] 焦李成，神经网络系统理论，西安：西安电子科技大学出版杜，1992
[36] 何明一，神经计算原理·语言·设计·应用，西安，西安电子科技大学出版社，1992
[37] 王永庆，人工智能原理与方法，西安，西安交通大学出版社，1998(5)
[38] 许东，吴铮，基于Matlab 6.x的系统分析与设计——神经网络(第二版)，西安，西安电子科技大学出版社，1998(9)
[39] 王艳辉，蔡嗣经，宋卫东，基于人工神经网络的地下矿山岩层移动研究，北京科技大学学报，2003，106～108
[40] 李奎贤，宋桂秋，张东，刘岩松，BP神经网络法在产品质量预测中的应用，东北大学学报(自然科学版)，2001，682～684
[41] 洪伟，吴承祯，何东进，基于人工神经网络的森林资源管理模型研究，学术研究：森林、草原
[42] 喻西崇，赵金洲，利用BP神经网络预测注水管的腐蚀速率，石油机械，2003(1)14～16
[43] 杨树平，冯晖，黄晓，BP神经网络在环境空气质量预报中的应用，云南环境科学，2003(3增刊)52～54
[44] 郑春蕾，史忠科，基于神经网络的油气预测方法，西北工业大学学报，2003，575～578
[45] 刘聪，付冬梅，郑德玲，BP网络在加热炉效率评定中的应用，化工自动化及仪表，2003，30(3)36～38
[46] 赵文广，李仲学，李翠平，面向工程可视化仿真的VC++，OpenGL与3DS集成技术，北京科技大学学报，2001，563～565
[47] 侯景儒，黄竞光，地质统计学及其在矿石储量计算中的应用，北京，地质出版社，1982
[48] 陈杉，王宁，郭剑峰，用Object ARX开发AutoCAD 2000应用程序，北京，人民邮电出版社，2001(1)
[49] 李世国，AutoCAD高级开发技术(ARX编程及应用)，北京，机械工业出版社，1999(9)
[50] 宋江宏，AutoCAD ObjectARX开发工具及应用，清华大学出版社，1999(2)
[51] 侯俊杰，深入浅出MFC，华中科技大学出版社，2001(2)
[52] 郑章，Visual C++6.0数据库开发技术，1999(9)
[53] 乔长录，陈永锋，张新生，基于数据库技术的AutoCAD应用技术研究，信息技术，2004(2)91～96
[54] D．A．Holzgang著，曹康等译，Microsoft Visual C++自学教程，北京，清华大学出版社，1996(6)
[55] Abraham Silberschatz, Henry F. Korth, S. Sudarshan著，杨冬青，唐世渭等译，数据库系统概念，机械工业出版社，2000(2)
[56] Jiawei Han, Micheline Kamber著，范明，孟小峰等译，数据挖掘概念与技术，机械工业出版社，2001(8)
[57] 邵峰晶，于忠清，数据挖掘——原理与算法，中国水利水电出版社，2003(8)
[58] David Hand, Heikki Mannila, Padhraic Smyth著，张银奎，廖丽，宋俊等译，数据挖掘原理，机械工业出版社，中信出版社，2003(4)
[59] 任宏旺，基于粗糙集的数据挖掘模型的研究与应用(硕士学位论文)，大连海事大学，2003(2)
[60] 吴昊，基于粗糙集的知识发现系统及其在农业信息系统中的应用(硕士学位论文)，西安交通大学管理学院，2001(3)
[61] 张文修，吴伟志，梁吉业，李德玉，粗糙集理论与方法，科学出版社，2001(7)
[2] 李劲松，露天开采设计CAD系统的开发，中国矿业大学研究生部(博士论文)，1988(6)
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[42] 喻西崇，赵金洲，利用BP神经网络预测注水管的腐蚀速率，石油机械，2003(1)14～16
[43] 杨树平，冯晖，黄晓，BP神经网络在环境空气质量预报中的应用，云南环境科学，2003(3增刊)52～54
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[45] 刘聪，付冬梅，郑德玲，BP网络在加热炉效率评定中的应用，化工自动化及仪表，2003，30(3)36～38
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[51] 侯俊杰，深入浅出MFC，华中科技大学出版社，2001(2)
[52] 郑章，Visual C++6.0数据库开发技术，1999(9)
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[56] Jiawei Han, Micheline Kamber著，范明，孟小峰等译，数据挖掘概念与技术，机械工业出版社，2001(8)
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[60] 吴昊，基于粗糙集的知识发现系统及其在农业信息系统中的应用(硕士学位论文)，西安交通大学管理学院，2001(3)
[61] 张文修，吴伟志，梁吉业，李德玉，粗糙集理论与方法，科学出版社，2001(7)