矿井空间的分析方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种矿井空间的分析方法和装置。该方法包括：根据当前的矿井勘测数据进行三维建模，得到地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型；对地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型采用相同的三维空间数据模型进行纵向一体化组织，并对纵向一体化组织的数据采用全关系数据库进行一体化存储，得到物理模型；按照相同的编码和索引规则，并按照对象之间的逻辑拓扑关系，为纵向一体化组织的各个对象设置编码与索引，得到横向一体化组织；采用全关系数据库将横向一体化组织合并存入上述物理模型中；根据存储的物理模型对矿井进行空间分析。本发明专利技术解决了现有三维空间数据模型组织方法无法较好地满足整个矿井大场景范围的空间分析问题。

【技术实现步骤摘要】
矿井空间的分析方法和装置
本专利技术涉及空间数据组织方法领域，具体涉及矿井空间的分析方法和装置。
技术介绍
矿井在开采之前，通常利用地质勘探手段获取开采区域的地质条件数据，这些数据主要包括地面和井下勘探资料，如地质地形图、井上下对照图、地质剖面图、钻孔图等。然而这些数据通常是二维数据，存在如下问题：1）从表达角度：无法完整且直观的反映矿井地上、地表及地下的三维空间对象分布情况，以及上下各自层面及相互之间的空间关系；2）从分析角度：无法满足矿井应急救援时的三维空间分析（如地质体剖切分析、巷道最短路径分析等）。针对上述问题，利用矿井二维勘探数据建立地上、地表、地下三维空间对象的关键技术逐渐发展起来，主要分为以下模型：1）单一的面模型或体模型：采用面元或体元直接或间接分别对地上、地表或地下三维空间独立对象的表面进行几何描述。2）集成模型则：采用两种或两种以上的不同模型分别对地上、地表、地下不同层面的三维空间对象进行几何描述和建模，分步建立的三维模型集成起来即形成对地上下的完整三维表示。3）混合模型：采用两种或两种以上的面模型或体模型同时对地形、地表以上及地表以下空间对象进行集成建模，实现统一表达。然而，上述单一模型与集成模型虽通过描述三维空间对象及其空间关系，解决了表达问题，但采用不同的模型组织与拓扑表达，缺乏对三者之间集成建模，空间分析时需要考虑不同的分析实现方法；混合模型则采用集成建模，解决了空间分析问题，但是无法对某个对象进行单独显示分析，且该模型应用于矿井时常局限于小场景少量对象情况。因此这些模型在面对整个矿井大场景地质条件时，提供的模型组织方法虽然可以较好地从整体上直观地反映矿井的实际情况，但是无法较好地满足整个矿井大场景范围的空间分析。针对上述三维空间数据模型组织方法无法较好地满足整个矿井大场景范围的空间分析的实际情况问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种矿井空间的分析方法和装置，用以解决上述三维空间数据模型组织方法无法较好地满足整个矿井大场景范围的空间分析的实际情况的问题。根据本专利技术实施例的一方面，提供了一种矿井空间的分析方法，包括：根据当前的矿井勘测数据进行地表地形、地上对象和地下对象的三维建模，得到地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型；对地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型采用相同的三维空间数据模型进行纵向一体化组织，并对纵向一体化组织的数据采用全关系数据库进行一体化存储，得到纵向一体化组织的物理模型；按照相同的编码和索引规则，并按照对象之间的逻辑拓扑关系，为纵向一体化组织的各个对象设置编码与索引，得到地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型的横向一体化组织；采用全关系数据库将横向一体化组织合并存入物理模型中；根据存储的物理模型对矿井进行空间分析。优选地，上述对地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型采用相同的三维空间数据模型进行纵向一体化组织，并对纵向一体化组织的数据采用全关系数据库进行一体化存储，得到纵向一体化组织的物理模型包括：对地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型采用相同的数据模型进行集成组织与存储，得到纵向一体化组织的概念模型；采用点、边界、面、体作为基本元素，对概念模型中的各个对象的位置与形状进行定义，得到纵向一体化组织的逻辑模型；采用全关系数据库对逻辑模型进行纵向一体化存储，得到物理模型。优选地，上述按照相同的编码和索引规则，并按照对象之间的逻辑拓扑关系，为纵向一体化组织的各个对象设置编码与索引，得到地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型的横向一体化组织包括：采用层级法对纵向一体化组织的各个对象设置分类编码；按照空间分区分块法对纵向一体化组织的各个对象建立多层次空间索引；根据分类编码和建立的多层次空间索引生成索引文件，将索引文件作为地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型的横向一体化组织。优选地，上述采用层级法对纵向一体化组织的各个对象设置分类编码包括：将纵向一体化组织的单个矿井作为第一级；将单个矿井中的地上对象、地表对象和地下对象作为第二级；将第二级的对象的类别作为第三级；其中，类别包括：地质类、采矿类和构造类；为第三级中每类对象中的各个对象设置具体标识编码，并将各个对象的具体标识编码作为第四级。优选地，上述按照空间分区分块法对纵向一体化组织的各个对象建立多层次空间索引包括：对纵向一体化组织的各个离散对象进行空间分区处理；对整个矿井按照采区进行分区划分，采用CELL索引方法，对纵向一体化组织的各个对象的位置建立一级索引；在一级索引的基础上，以矿井开采水平进行垂直方向分块，从三维立体的角度，对纵向一体化组织的各个对象的位置建立二级R树索引。根据本专利技术的另一方面，提供了一种矿井空间的分析装置，包括：三维模型建立模块，用于根据当前的矿井勘测数据进行地表地形、地上对象和地下对象的三维建模，得到地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型；物理模型构建模块，用于对三维模型建立模块得到的地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型采用相同的三维空间数据模型进行纵向一体化组织，并对纵向一体化组织的数据采用全关系数据库进行一体化存储，得到纵向一体化组织的物理模型；编码与索引设置模块，用于按照相同的编码和索引规则，并按照对象之间的逻辑拓扑关系，为纵向一体化组织的各个对象设置编码与索引，得到地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型的横向一体化组织；合并存储模块，用于采用全关系数据库将编码与索引设置模块得到的横向一体化组织合并存入物理模型构建模块得到的物理模型中；空间分析模块，用于根据合并存储模块存储的物理模型对矿井进行空间分析。优选地，上述物理模型构建模块包括：概念模型获取单元，用于对地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型采用相同的数据模型进行集成组织与存储，得到纵向一体化组织的概念模型；逻辑模型获取单元，用于采用点、边界、面、体作为基本元素，对概念模型获取单元得到的概念模型中的各个对象的位置与形状进行定义，得到纵向一体化组织的逻辑模型；物理模块构建单元，用于采用全关系数据库对逻辑模型获取单元得到的逻辑模型进行纵向一体化存储，得到纵向一体化组织的物理模型。优选地，上述编码与索引设置模块包括：分类编码设置单元，用于采用层级法对纵向一体化组织的各个对象设置分类编码；多层次空间索引设置单元，用于按照空间分区分块法对纵向一体化组织采用全关系数据库将横向一体化组织合并存入上述物理模型中的各个对象建立多层次空间索引；索引文件生成单元，用于根据分类编码设置单元设置的分类编码和多层次空间索引建立单元建立的多层次空间索引生成索引文件，将索引文件作为地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型的横向一体化组织。本专利技术基于矿井勘测数据建立井上下三维模型，采用集成表示的统一数据模型的方式组织与存储，构建纵向一体化组织的模型，能够将散乱的数据达到规范的信息集成，实现井上下所有对象的可视化透明管理，并且满足独立对象的空间分析，同时，通过对该纵向一体化组织的各个对象设置编码与索引，便于了解井上下空间对象的整体关系，实现井上下无缝链接，解决了相关三维空间数据模型组织方法无法较好地满足整个矿井大场景范围的空间分析实际情况的问题，为矿井施工与救援过程提供了可靠和便捷的数据形式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井空间的分析方法，其特征在于，包括：根据当前的矿井勘测数据进行地表地形、地上对象和地下对象的三维建模，得到地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型；对所述地表地形模型、所述地上对象模型和所述地下对象模型采用相同的三维空间数据模型进行纵向一体化组织，并对所述纵向一体化组织的数据采用全关系数据库进行一体化存储，得到所述纵向一体化组织的物理模型；按照相同的编码和索引规则，并按照对象之间的逻辑拓扑关系，为所述纵向一体化组织的各个对象设置编码与索引，得到所述地表地形模型、所述地上对象模型和所述地下对象模型的横向一体化组织；采用所述全关系数据库将所述横向一体化组织合并存入所述物理模型中；根据存储的所述物理模型对所述矿井进行空间分析。

【技术特征摘要】
1.一种矿井空间的分析方法，其特征在于，包括：根据当前的矿井勘测数据进行地表地形、地上对象和地下对象的三维建模，得到地表地形模型、地上对象模型和地下对象模型；对所述地表地形模型、所述地上对象模型和所述地下对象模型采用相同的三维空间数据模型进行纵向一体化组织，并对所述纵向一体化组织的数据采用全关系数据库进行一体化存储，得到所述纵向一体化组织的物理模型；按照相同的编码和索引规则，并按照对象之间的逻辑拓扑关系，为所述纵向一体化组织的各个对象设置编码与索引，得到所述地表地形模型、所述地上对象模型和所述地下对象模型的横向一体化组织；采用所述全关系数据库将所述横向一体化组织合并存入所述物理模型中；根据存储的所述物理模型对所述矿井进行空间分析；其中，所述按照相同的编码和索引规则，并按照对象之间的逻辑拓扑关系，为所述纵向一体化组织的各个对象设置编码与索引，得到所述地表地形模型、所述地上对象模型和所述地下对象模型的横向一体化组织包括：采用层级法对所述纵向一体化组织的各个对象设置分类编码；按照空间分区分块法对所述纵向一体化组织的各个对象建立多层次空间索引；根据所述分类编码和所述建立的多层次空间索引生成索引文件，将所述索引文件作为所述地表地形模型、所述地上对象模型和所述地下对象模型的横向一体化组织。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述地表地形模型、所述地上对象模型和所述地下对象模型采用相同的三维空间数据模型进行纵向一体化组织，并对所述纵向一体化组织的数据采用全关系数据库进行一体化存储，得到所述纵向一体化组织的物理模型包括：对所述地表地形模型、所述地上对象模型和所述地下对象模型采用相同的数据模型进行集成组织与存储，得到所述纵向一体化组织的概念模型；采用点、边界、面、体作为基本元素，对所述概念模型中的各个对象的位置与形状进行定义，得到所述纵向一体化组织的逻辑模型；采用全关系数据库对所述逻辑模型进行纵向一体化存储，得到物理模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用层级法对所述纵向一体化组织的各个对象设置分类编码包括：将所述纵向一体化组织的单个矿井作为第一级；将所述单个矿井中的地上对象、地表对象和地下对象作为第二级；将所述第二级的对象的类别作为第三级；其中，所述类别包括：地质类、采矿类和构造类；为所述第三级中每类对象中的各个对象设置具体标识编码，并将所述各个对象的具体标识编码作为第四级。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照空间分区分块法对所述纵向一体化组织的各个对象建立多层次空间索...

【专利技术属性】
技术研发人员：李英成，任丽艳，王恩泉，胡特彧，刘洪岐，
申请(专利权)人：中测新图北京遥感技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：