CN110047141B - 露天矿山开采现状三维模型更新方法 - Google Patents

露天矿山开采现状三维模型更新方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种露天矿山开采现状三维模型更新方法，包括以下步骤：根据实测的炮孔孔口坐标创建爆堆顶面线框、爆堆底面线框；若爆堆顶面线框与台阶坡顶线有交点，将交点插入爆堆顶面线框中；将爆堆顶面线框与台阶坡顶线重组完成台阶坡顶线的更新；依上两个步骤的原理，完成台阶坡底线的更新；更新后的台阶坡顶底线间重构三角网，实现露天矿山开采现状三维模型的更新。本发明的露天矿山开采现状三维模型更新方法，能够实现利用实测的炮孔孔口坐标完成露天矿山开采现状三维模型的更新。

Description

露天矿山开采现状三维模型更新方法
技术领域
本发明涉及露天矿山测量和三维建模领域，具体涉及一种露天矿山开采现状三维模型更新方法。
背景技术
露天矿山开采过程中，矿山需要配备专门的测量技术人员，频繁的对露天开采现状进行测量和建模，其中涉及的外业测量工作和内业建模工作都比较繁琐，开采现状三维模型更新工作量大。
与此同时，露天矿山开采中对爆破的炮孔孔口坐标进行了精确的测量，针对上述现象，亟需一种利用实测的炮孔孔口坐标完成露天矿山开采现状三维模型更新的方法，实现减少露天矿山开采现状三维模型更新工作量。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种利用实测的炮孔孔口坐标完成露天矿山开采现状三维模型更新的方法，能够实现减少露天矿山开采现状三维模型更新工作量。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
本发明提供一种利用实测的炮孔孔口坐标完成露天矿山开采现状三维模型更新的方法，包括以下步骤：
(1)根据实测的炮孔孔口坐标创建爆堆顶面线框、爆堆底面线框；
(2)处理爆堆顶向线框与台阶坡顶线的交点；
在本步骤中，判断爆堆顶面线框与台阶坡顶线是否有交点，若有交点，则将交点插入爆堆顶面线框中；若无交点，则不作处理；
(3)将爆堆顶面线框与台阶坡顶线重组完成台阶坡顶线的更新；
(4)依上两个步骤的原理，完成台阶坡底线的更新；
(5)更新后的台阶坡顶底线间重构三角网，实现露天矿山开采现状三维模型的更新。
进一步地，所述步骤(1)中根据实测的炮孔孔口坐标及爆破安全距离和缓冲距离，利用二维α-Shape法创建爆堆顶面线框；根据台阶高度和台阶剖面角，利用线框偏移法创建爆堆底面线框。
进一步地，所述步骤(3)中计算爆堆顶面线框中的各点与台阶坡顶线的最短距离，并在距离小于容差的点集中取出首尾点，以此首尾点为连接点，将爆堆顶面线框与台阶坡顶线重组，完成台阶坡顶线的更新；设爆堆顶面线框中的点为{M1，M2，...，Mm}，由于爆堆顶面线框是闭合线框，故Mm和M1相连；计算爆堆顶面线框中的各点与台阶坡顶线的最短距离，在距离小于容差的点集中取出首尾点设为Mi和Mj，点Mi和Mj到台阶坡顶线的最短距离处对应的点设为Pi和Pj；将Pi和Pj插入台阶坡顶线中，设台阶坡顶线中的点为{P1，P2，...，Pi，...，Pj，...，Pm}，舍弃Pi和Pj之间的点，从而将台阶坡顶线中的点分为两段，即{P1，P2，...，Pi}和{Pj，...，Pm}；同时，点Mi和Mj将爆堆顶面线框分为两段，设为{Mi，...，Mj}和{Mj，...，Mm，M1，...，Mi}；判断{Mi，...，Mj}和{Mj，...，Mm，M1，...，Mi}中哪一段位于台阶非自由面，若{Mi，...，Mj}位于台阶非自由面，则将爆堆顶面线框与台阶坡顶线重组为{P1，P2，...，Pi，Mj，...，Mm，M1，...，Mi，Pj，...，Pm}；若{Mj，...，Mm，M1，...，Mi}位于台阶非自由面，则将爆堆顶面线框与台阶坡顶线重组为{P1，P2，...，Pi，Mi，...，Mj，Pj，...，Pm}。
进一步地，所述步骤(5)中通过三维Triangulation方法，重构台阶坡顶底线间的三角网。
与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益效果：本发明提供的露天矿山开采现状三维模型更新方法，解决了利用实测的炮孔孔口坐标完成露天矿山开采现状三维模型更新的难题，实现减少露天矿山开采现状三维模型更新工作量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例提供的露天矿山开采现状三维模型更新方法的流程图；
图2示出了露天开采现状等高线.台阶线和实测炮孔的示意图，其中2a表示台阶坡顶线，2b表示台阶坡底线，2c表示实测炮孔，2d表示等高线；
图3示出了根据实测的炮孔孔口坐标创建的爆堆顶面线框；
图4示出了根据台阶高度和台阶剖面角创建的爆堆底面线框；
图5示出了爆堆顶面线框与台阶坡顶线重组过程；
图6示出了爆堆顶面线框与台阶坡顶线重组结果；
图7示出了爆堆底面线框与台阶坡底线重组结果；
图8示出了更新后的露天矿山开采现状台阶线效果图；
图9示出了台阶坡顶底线间重构三角网示意图；
图10示出了更新后的露天矿山开采现状三维模型效果图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，以一个具体实例来对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明提供的露天矿山开采现状三维模型更新方法的流程图，参见图1。
图2示出了露天开采现状等高线.台阶线和实测炮孔的示意图，其中2a表示台阶坡顶线，2b表示台阶坡底线，2c表示实测炮孔，2d表示等高线。
A1：某次爆破安全距离为2m，缓存距离为4m，根据实测的炮孔孔口坐标及爆破安全距离和缓冲距离，利用二维α-Shape法创建爆堆顶面线框，如图3所示；台阶高度为12m，台阶剖面角为80°，根据台阶高度和台阶剖面角，利用线框偏移法创建爆堆底面线框，如图4所示。
A2：爆堆顶面线框与台阶坡顶线无交点，不作处理。
A3：爆堆顶面线框中的点为{M1，M2，...，M8}，由于爆堆顶面线框是闭合线框，故M8和M1相连；计算爆堆顶面线框中的各点与台阶坡顶线的最短距离，容差为4m，在距离小于容差的点集{M5，M6，M7}中取出首尾点设为M5和M7，点M5和M7到台阶坡顶线的最短距离处对应的点设为Pi和Pj，如图5所示。
A4：将Pi和Pj插入台阶坡顶线中，设台阶坡顶线中的点为{P1，P2，Pi，P3，Pj，P4}，舍弃Pi和Pj之间的点P3，从而将台阶坡顶线中的点分为两段，即{P1，P2，Pi}和{Pj，P4}；同时，点M5和M7将爆堆顶面线框分为两段，设为{M5，M6，M7}和{M7，M8，M1，...，M5}；{M7，M8，M1，...，M5}位于台阶非自由面，故将爆堆顶面线框与台阶坡顶线重组为{P1，P2，Pi，M7，M8，M1，...，M5，Pj，P4}，如图6所示。
A5：依步骤A2至步骤A4的相似原理，将爆堆底面线框视为爆堆顶面线框，将台阶坡底线视为台阶坡顶线，实现爆堆底面线框与台阶坡底线重组，如图7所示，更新后的露天矿山开采现状台阶坡顶底线效果如图8所示。
A6：通过三维Triangulation方法，重构台阶坡顶底线间的三角网，如图9所示，更新后的露天矿山开采现状三维模型效果如图10所示。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.露天矿山开采现状三维模型更新方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据实测的炮孔孔口坐标创建爆堆顶面线框、爆堆底面线框；
(2)若爆堆顶面线框与台阶坡顶线有交点，将交点插入爆堆顶面线框中；
(3)将爆堆顶面线框与台阶坡顶线重组完成台阶坡顶线的更新；
(4)依步骤(2)和步骤(3)的原理，完成台阶坡底线的更新；
(5)更新后的台阶坡顶底线间重构三角网，实现露天矿山开采现状三维模型的更新；
所述步骤(3)中计算爆堆顶面线框中的各点与台阶坡顶线的最短距离，并在距离小于容差的点集中取出首尾点，以此首尾点为连接点，将爆堆顶面线框与台阶坡顶线重组，完成台阶坡顶线的更新；
所述步骤(3)中设爆堆顶面线框中的点为{M1,M2,...,Mm}，由于爆堆顶面线框是闭合线框，故Mm和M1相连；计算爆堆顶面线框中的各点与台阶坡顶线的最短距离，在距离小于容差的点集中取出首尾点设为Mi和Mj，点Mi和Mj到台阶坡顶线的最短距离处对应的点设为Pi和Pj；将Pi和Pj插入台阶坡顶线中，设台阶坡顶线中的点为{P1,P2,...,Pi,...,Pj,...,Pm}，舍弃Pi和Pj之间的点，从而将台阶坡顶线中的点分为两段，即{P1,P2,...,Pi}和{Pj,...,Pm}；同时，点Mi和Mj将爆堆顶面线框分为两段，设为{Mi,...,Mj}和{Mj,...,Mm,M1,...,Mi}；判断{Mi,...,Mj}和{Mj,...,Mm,M1,...,Mi}中哪一段位于台阶非自由面，若{Mi,...,Mj}位于台阶非自由面，则将爆堆顶面线框与台阶坡顶线重组为{P1,P2,...,Pi,Mj,...,Mm,M1,...,Mi,Pj,...,Pm}；若{Mj,...,Mm,M1,...,Mi}位于台阶非自由面，则将爆堆顶面线框与台阶坡顶线重组为{P1,P2,...,Pi,Mi,...,Mj,Pj,...,Pm}。
2.根据权利要求1所述的露天矿山开采现状三维模型更新方法，其特征在于，所述步骤(1)中根据实测的炮孔孔口坐标及爆破安全距离和缓冲距离，利用二维α-Shape法创建爆堆顶面线框。
3.根据权利要求1所述的露天矿山开采现状三维模型更新方法，其特征在于，所述步骤(1)中根据台阶高度和台阶剖面角，利用线框偏移法创建爆堆底面线框。
4.根据权利要求1所述的露天矿山开采现状三维模型更新方法，其特征在于，所述步骤(5)中通过三维Triangulation方法，重构台阶坡顶底线间的三角网。
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