三维数字矿山系统建设之关键技术分析

郭豪坤，周瑾钰，牛英杰

（1.天津华北地质勘查局，天津 300170；2.北京中色地科测绘有限公司，北京 顺义 101300）

随着科技的不断进步，数字化信息技术正在快速的应用在人民生产生活中，数字化技术进行图像的处理[1]、数据整合、信息编程都发展的越来越好，使生活中很多棘手的问题都能转化成数字模式，并让数字模型计算生成效果图变成可能，三维数字系统方式有很多独特的优势，比如在数据计算方面的效率相当高，在图形处理方面采用三维效果处理，可以让人直观的看出图形的真实所在，从而对图像的概念进行分析及对实体进行建设，相比于其他系统对于数据信号的接收与整合仅仅是一次性的完成，不能对结果进行检查评判，所以三维数字化系统对于数据的处理采集功能非常强大。

1 三维数字矿山系统建设的关键技术设计

目前的矿山系统建设一般是基于二维数字处理特征的，存在一些不足和有待解决的问题。那么我们就要以矿山开采的可行性和安全性为基础，利用三维数字技术进行对于矿山开采的研究。数字化技术是我们在生产生活中经常遇到的技术，数字化的基础是一维数字化，现行发展比较广泛的是二维数字化技术的应用，但是二维数字化的主要表型形式在平面上对于一个体积庞大的工程来讲是不能够探测其内部组成及结构的，这样就存在数据接收的不完全，从而导致数据的计算产生问题，结果产生偏差，这样就不能够完善的对矿产资源进行开采。对于矿产的开采一直以来是各个国家争相进行研究进行的，所以在矿山开采前期要做出严谨的可行性判断，在后期要实行安全生产及保障矿产质量。利用一项全面的技术对矿产资源进行信号探测，并可以将探测到的数据进行整合，从而进行矿山资源的全面开采。在矿产资源分类方面，传统的方式仅仅是利用数据的接收进行探勘研究，并不能够对矿山资源元素组成进行完整合理计算，所以应用我们利用三维数字技术所设计的新模型支持三维数字系统分类器，实现矿产资源的自动分类，并将矿山系统建设到最好作为目的。

1.1 矿山系统规划与开采技术设计

矿山系统建设的初级阶段是矿山资源的可行性研究阶段，这个阶段包含矿产资源的规划与开采设计，普通的可行性研究方式仅仅是对地块取样进行元素分析，而三维数字模型则是通过大量运算及数据整合进行运算，从而确定矿山开采的可行性及规划开采手段。在新型的矿山系统开采中，科学的进步推出很多技术手段，大多数手段都能对矿山资源进行定位分析，并进行开采的可行性研究，但是由于现行存在的技术并不发达，所以矿产资源开采可行性研究阶段很少能够做出预测来保障质量安全及生产安全，所以为了更高效率的完成对矿山系统的开采我们结合三维数字系统的优势进行研究从而设计一个新的技术模型，目的是能够在更高效率且降低生产成本的基础上进行矿山资源安全开采。在三维模型表面特征提取算法方面，直接对三维云数据表面特征提取进行计算，以及三维网格数据提取算法进行矿山元素的提取分析，从而对矿山资源是否可以进行开采提出有效的建议与规划。

1.2 系统安全生产管理技术设计

安全生产一直是社会无论发展到何种程度都要遵循的原则，所以对于已经进行施工的矿山系统要严谨的设计出预防矿山灾害的屏障，从而保障安全生产。矿山开采的安全生产保障以三维数字技术为基础的新模型可以通过信号探测矿山内部构成及外部形态，这样就减少了人工操作几率，这样工人不用在矿山系统中一直工作，监控人员也不用到矿山内部进行视察，从而保障工人的生命安全。三维数字处理系统一旦发现地质灾害等问题来临，就会发出警报对恶劣的施工环境进行预警。所以利用三维数字化处理系统进行矿山开采是非常有必要的。因为三维数字技术可以利用其在矿山系统内外建立的网络模式进行信号探测整合。从而进行对地质灾害危险的强烈预测，目的是在灾害到来之前对监管人员进行预警，使工作人员早早做好逃生及对抗准备，从而完成对矿山开采的安全生产管理，对人民的生命安全做出保障。

2 实验论证分析

以三维数字系统为基础进行矿山的建设非常重要，既可以对开采问题进行可研性评价还能够将安全生产环节做到完善，所以三位数字系统对于矿山系统的建设非常重要。通过对某矿山系统进行取样研究，并进行实验来对比以三维数字模式为基础的新技术与传统技术的差异性。表1是通过对某处矿产资源各个地块元素的取样分析，得到的矿产资源含量：

表1 取样分析数据信息

从表1数据可以明显的看出传统方式与三维数字系统对于矿产资源元素的采集区别，通过以上数据进行曲线统计图的绘画，得到图1曲线对比图。从图1可以看出，新设计的以三维数字为基础的方法比传统方法对于矿产元素的探测效率在相同时间内采集效率更高。

图1 元素采集曲线对比图

3 结语

以三维数字技术为基础进行矿山系统的整体建设，从前期准备阶段到安全生产发展阶段对于矿产资源质量的保障体系做出严谨的预测，此技术应用在矿山系统的建设上非常有益处，且相比于传统方式的效率高且成本少，同时运用该系统模型可以让工人的生命安全及矿产质量得到保障，具有相当高的可行性。

[1]邵佳申，常恒瑞，郑占乐，等.软件工程发展分析[J].中国组织工程研究，2017、21(23)：3767-3772.