三維可視化技術在智慧礦山領域的研究進展

李 梅，姜 展，姜龍飛，孫振明

（1.北京大學 遙感與地理信息系統研究所，北京 100871；2. 中國礦業大學（北京） 能源與礦業學院，北京 100083）

0 引 言

煤礦的信息化建設已經從數字礦山建設逐漸轉向了智慧礦山，現在普遍認為是智慧礦山初級階段［1-2］。 伴隨著煤礦信息化的進程，地理信息系統的研究和應用一直都受到煤礦行業的重視。 隨著近2 年來智慧礦山的建設，專家學者對三維可視化技術從各自的角度加以解讀，提出了玻璃地球［3-4］、透明礦山［5］、透明工作面［6］、AR/VR［7］、三維［8］/四維地理信息［9］、虛擬地理環境［10］等新的學術名詞，也涌現出現了大量的專業化三維可視化系統［11-15］。

煤礦信息屬于空間信息的范疇，煤礦生產過程與三維空間有密切關系。 相比其他行業，煤礦行業的三維可視化信息系統建設歷史更早，內容也更加豐富。 回顧整個三維可視化技術的發展，早在20 世紀80 年代，就出現了許多三維地質建模和可視化的系統，具備了一定的三維空間數據處理功能，為地質、礦山領域的地質數據處理、分析及顯示提供一定的功能［16-20］。 在采礦領域出現了GOCAD、Surpac、MicroMine、DataMine、Whittle 等三維礦山信息系統。在20 世紀90 年代后期，隨著測繪地理信息技術發展，三維可視化技術在城市領域蓬勃發展，出現了地學三維技術與城市三維技術各自發展的局面［21］。

相對于國外三維可視化技術應用，在我國礦山領域的三維可視化研究可以分為3 個階段。 第1 階段（20 世紀80 年代到2006 年左右），國內開始了三維地質建模方面的研究，這類系統是服務于地質勘探，具有三維地質建模和儲量計算等功能。……