智慧礦山是一個(gè)匯聚了多學(xué)科、多主題、多維空間信息的復(fù)雜系統(tǒng)，是在礦山地表和地下開采礦產(chǎn)資源的工程活動(dòng)中所涉及的各種靜、動(dòng)態(tài)信息的全部數(shù)字化管理，智能分析，可視化展示，從而達(dá)到降本增效，實(shí)現(xiàn)企業(yè)利益的最大化。

地質(zhì)數(shù)據(jù)是三維地質(zhì)建模的基礎(chǔ)和前提，也是實(shí)際項(xiàng)目中礦山資源評(píng)估和采礦設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是智慧礦山的基礎(chǔ)之一。地質(zhì)數(shù)據(jù)一般主要以工程鉆探形式獲得,通過鉆孔，來獲取基本巖性信息和取樣分析數(shù)據(jù)，從而獲得詳細(xì)的地層信息，如地層年代、地層名稱、地層厚度、巖石名稱、巖性描述、底界深度等。

通過鉆孔數(shù)據(jù)和各種物探手段，我們可以獲得礦區(qū)地層的多個(gè)斷面信息。根據(jù)斷面信息，利用插值算法（反距離插值 IDW 或者克里金插值），獲得整個(gè)礦區(qū)的地層三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)。利用圖撲軟件 Web 可視化引擎，將網(wǎng)格數(shù)據(jù)呈現(xiàn)到 Web 端，加強(qiáng)地質(zhì)直觀展示方式的空間拓展，挖掘隱藏的地質(zhì)信息內(nèi)容，提升數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值。

圖撲軟件自主研發(fā)的 HT 是基于 HTML5 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的 Web 前端 2D 和 3D 圖形界面開發(fā)框架。提供從 SDK 的 API 組件庫到行業(yè)圖標(biāo)和三維模型資源庫?？梢源罱ǘ嗑S度的可視化效果，讓用戶擁有更多可視化場(chǎng)景的選擇。

服務(wù)器端

剖面數(shù)據(jù)和三維網(wǎng)格

剖面數(shù)據(jù)來自鉆孔數(shù)和勘探數(shù)據(jù)。隨著開采的進(jìn)行，剖面數(shù)據(jù)需要持續(xù)修正。

通過插值算法算法生成三維網(wǎng)格。整個(gè)過程使用算法自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。管理員只需要按照規(guī)定格式上傳開采數(shù)據(jù)即可觸發(fā)網(wǎng)格生成算法，系統(tǒng)自動(dòng)重新生成網(wǎng)格。

人工校正數(shù)據(jù)

系統(tǒng)前端提供模型編輯功能，允許用戶修改模型，上傳修改信息。修改信息存入服務(wù)器的人工校正數(shù)據(jù)庫。

前端模型展示時(shí)，會(huì)自動(dòng)加載三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)和人工校正數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)修正過的模型。

客戶端

前端展示包含原始輸入數(shù)據(jù)：鉆孔信息和剖面信息。便于用戶分析生成的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)是否合理。

三維模型和二維數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)

用戶點(diǎn)擊三維模型時(shí)，頁面自動(dòng)連線對(duì)應(yīng)的樹形節(jié)點(diǎn)，便于用戶快速查找信息。同理，用戶點(diǎn)擊二維樹形節(jié)點(diǎn)時(shí)，頁面自動(dòng)連線對(duì)應(yīng)的三維模型。

鉆孔信息展示

鉆孔信息可以在左側(cè)看到總覽，同時(shí)用戶也可以在三維場(chǎng)景中直觀的看到具體地層的位置。用戶可以按任意方向裁切三維地層，觀察地層的變化，保存裁切面圖片。

剖面數(shù)據(jù)展示

模型裁切

網(wǎng)格顯示與測(cè)距功能

模型編輯

前端用戶可以編輯三維模型。用戶可以調(diào)節(jié)編輯的區(qū)域大小，模型形變的方式。通過鼠標(biāo)拖拽控制點(diǎn)調(diào)節(jié)模型形狀變化。此時(shí)用戶還可以修改形變曲線，三維模型實(shí)時(shí)同步變化。前端將模型的修改信息上傳到服務(wù)器，保存到人工校正數(shù)據(jù)庫。

形變曲線是一段貝塞爾曲線。圖撲 SDK 引擎內(nèi)置支持貝塞爾曲線的繪制，求交點(diǎn)等各種幾何操作。強(qiáng)大靈活的 3D 引擎可以讓用戶輕松實(shí)現(xiàn)三維模型的呈現(xiàn)編輯功能。用戶無需關(guān)心繁瑣復(fù)雜的 WebGL 操作，可以將精力放到智慧煤礦的業(yè)務(wù)層，節(jié)省開發(fā)費(fèi)用，加快開發(fā)進(jìn)程。

系統(tǒng)難點(diǎn)

三維網(wǎng)格信息在服務(wù)器端由插值算法生成。比較密集的網(wǎng)格信息包含更多的細(xì)節(jié)，模型相對(duì)于斷面信息失真小，但生成的數(shù)據(jù)量大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸和前端展示都有壓力。

比較稀疏的網(wǎng)格數(shù)據(jù)量小，加載速度快，網(wǎng)頁展示流暢。但細(xì)節(jié)信息不夠，地層變化劇烈的區(qū)域模型和裁切面誤差較大。

為了滿足前端頁面各種展示需求，服務(wù)器端采用金字塔式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，按照不同的網(wǎng)格間距生成多個(gè)分辨率的三維網(wǎng)格信息。前端根據(jù)展示的分辨率需求和展示的區(qū)域，請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格信息。對(duì)于超出屏幕范圍或者不可見的部分加以隱藏。

5G 賦能礦山智慧化

數(shù)字經(jīng)濟(jì)化時(shí)代，有關(guān)未來礦山的建設(shè)與實(shí)現(xiàn)方式在不斷地日新月異。在 AI 技術(shù)、智能勘探，物聯(lián)網(wǎng)、可視化等新型 ICT 技術(shù)的加持下，傳統(tǒng)礦業(yè)加速向綠色、安全、智能、高效方向發(fā)展。

5G 作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)之一，河南躍薪與華為簽署 5G 技術(shù)合作協(xié)議，首次將 5G 技術(shù)應(yīng)用在無人礦山領(lǐng)域。5G 不斷推動(dòng)萬物互聯(lián)，逐漸實(shí)現(xiàn)無人采礦，最大限度提高礦山生產(chǎn)效率，解決了露天煤礦傳統(tǒng)人工作業(yè)操作危險(xiǎn)系數(shù)高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)環(huán)境惡劣等問題。

露天礦可視化解決方案

露天礦是把覆蓋在礦體上部及其周圍的浮土和圍巖剝?nèi)?，把廢石運(yùn)到排土場(chǎng)，從敞露的礦體上直接采掘礦石 。

現(xiàn)代科技的廣泛應(yīng)用為傳統(tǒng)采礦業(yè)帶來的革命性變革不僅僅讓礦區(qū)員工感受到翻天覆地的變化，也讓大家對(duì)智能化礦區(qū)的進(jìn)一步建設(shè)有了新的更大的期待。

圖撲軟件 HT 增強(qiáng)了基于 WebGL 的 3D GIS 技術(shù)在礦山、水利、化工等領(lǐng)域的實(shí)施應(yīng)用，在傳統(tǒng)建模基礎(chǔ)上引入了航拍的傾斜攝影 3D 建模方案，解決了如化工園區(qū)、礦山這種場(chǎng)景面積大，傳統(tǒng) 3dsmax maya 之類工具手工實(shí)景建模工作量巨大的問題，通過無人機(jī)航拍，加后期數(shù)據(jù)處理，無縫融合 HT 原有 3D 模型，很好的解決了宏觀和微觀融合一體化的需求。

露天礦山的三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)獲取方式主要有兩種：一種是通過航拍建模；一種是通過人工建模。

航拍建模，也稱傾斜攝影實(shí)景三維是近年來快速發(fā)展的一項(xiàng) GIS 技術(shù)。利用飛機(jī)或無人機(jī)搭載多臺(tái)傳感器，從前后左右以及垂直五個(gè)方向?qū)Φ匚镞M(jìn)行拍攝采集，快速高效獲取真實(shí)反映地面情況的數(shù)據(jù)信息。通過糾正、平差、多視影像匹配等一系列的專業(yè)處理操作，最終獲得三維模型。

人工建模，主要是根據(jù)一定范圍內(nèi)的場(chǎng)景圖或者 CAD 圖紙結(jié)合實(shí)景照片對(duì)地面情況進(jìn)行人工建模。

圖撲自主研發(fā)了基于 HTML5 的 2D、3D 圖形渲染引擎，提供 BIM、GIS、VR 、XR、MR 、23D 可視化 Web 端解決方案，同時(shí)也廣泛應(yīng)用于智慧城市、園區(qū)樓宇、孿生工廠、智能制造、智慧水務(wù)、智慧能源等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各行業(yè)的數(shù)字孿生、數(shù)據(jù)可視化項(xiàng)目。

上圖為：圖撲可視化在智慧選礦的三維應(yīng)用展示

圖撲軟件可視化打破了企業(yè)數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，全方位、多維度不斷推動(dòng)產(chǎn)業(yè)數(shù)智化，實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)互通，進(jìn)行數(shù)智化改造全覆蓋。助力行業(yè)實(shí)現(xiàn)安全、綠色、高效、智能發(fā)展，賦能零碳礦山建設(shè)與雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，最終建設(shè)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化。

審核編輯：符乾江