三维可视化系统是智慧矿山建设的空间信息基础支撑平台（4DGIS）的有机组成部分。首先介绍了三维可视化发展历程；其次，结合当前三维可视化技术发展趋势，从三维数据获取与建模、三维软硬件技术、三维专业应用3个层次开展全方位的技术归纳与总结。重点阐述了透明工作面勘探技术及三维建模方法，介绍了三维巷道数据获取的激光LiDAR、全景图像和全景视频、立体视觉和深度相机等新技术，以及WebGL、云渲染等前沿网络可视化开发技术，探讨了虚拟现实、增强现实硬件技术进展。在应用方面，剖析了三维可视化系统在矿山领域应用的难点问题，指出一个通用的三维可视化或者三维地理信息系统是远远不够的，三维可视化系统应该从可视化展示局限性，逐渐深入到透明化勘探、智能化采矿设计、智慧通风、安全生产综合管理、工业智能管控、地表环境监测、灾害事故反演、虚拟仿真培训等领域形成各具特色的专题应用。此外，还介绍了最新的CityGML、Geo3DML、三维瓦片等国际三维数据标准。
2022-02-16 11:35:38
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透明矿山建设可分为矿山外部生产环境透明化建设和矿山内部生产环境透明化建设，前者通过建设矿山多源数据协同共享平台消除困扰矿山的“信息孤岛”和“子系统孤岛”现象，实现对矿井生产过程中人-设备-环境所产生基础多源大数据的透明化管理；后者通过智能算法对反演模型的优化以及通过构建约束模型耦合基于平台实时获取的巷道、钻探以及回采动态揭露的多源先验数据，提高矿山地质勘探的精准性。透明矿山建设涉及范围广、实施难度大，通过对矿山生产各专业信息的逐步积累和充分挖掘利用，逐步提高矿井安全隐患、水、瓦斯等更大范围和更高维度的透明化建设，为矿山的智能无人开采提供精准数据支持。
2022-02-16 11:29:26
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目前煤矿智能综采工作面存在生产环境状态不透明、成套装备难以应对煤层起伏变化、信息化与智能化集成度不高等问题，其系统的适应性和实用性受到影响。具体而言，主要是缺乏基于地理信息系统的可视化数字孪生管控平台，无法实现基于统一大地坐标驱动的透明化工作面的自适应割煤。为突破相关技术难题，本文提出并研究了测量机器人大地坐标传导、透明化工作面系统建立和动态修正、5G通信、采煤机与地质模型的自适应耦合以及基于时态地理信息系统（TGIS）的“一张图”一体化管控平台等多项关键技术，完成了多维可视化软件系统的开发和与硬件系统的高度集成，实现了：（1）采煤机、刮板输送机等固定或移动目标点达毫米或厘米级的精确定位；（2）三维地测模型、设备模型、开采环境与工业控制之间的基于逻辑关系的一体化集成和数字孪生系统的构建；（3）综采工作面采煤机、视频、惯导、测量机器人和地质雷达等信息的可靠、实时传输；（4）为地表调度指挥控制中心的远程决策和智能自适应控制提供了可视化管控环境。系统已经成功应用于临沂矿业集团菏泽煤电郭屯煤矿3301、2305两个工作面，初步实现了较为复杂地质条件下的智能化自适应开采和地面远程管控，为煤矿工人
2022-02-16 11:25:41
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