采矿工程论文哪里有？本文围绕工程制图中数字模型、几何算法、要素分类、模板机制及系统框架等方面进行分析和研究。具体工作及创新点如下：1、块段模型与表面模型是地下矿数据的主要建模方式，同时也是工程制图的主要数据来源。采用块段模型用于矿体的属性建模，表面模型用于构建三维模型的空间形态。模型的数据索引结构是存储与检索的核心，在不同场景下使用不同的格式索引，能起到较好的数据规划效果。
第一章 绪论
1.2 工程制图的研究现状
基于要素分类与模板化的出图是目前数字化采矿生产中的关键生产应用。数字化制图与传统制图方式相比，其图件中的内容是基于数据库中的数据以及三维空间模型通过算法与索引来生成的。部分学者与公司提出了依据模板的自动成图概念，用户在三维场景下进行地下采矿相关设计，通过选取不同种类的工程图件模板、进行实体出图属性配置，直接生成对应类型的图件，再对图件进行简单的编辑操作（如拖拽、旋转等），以快速生成能够满足工程需要的图纸。能否做到高效便捷的出图，是数字矿山软件优劣的重要评判标准。而对出图要素的处理、形成模板的机制，是采矿出图的关键研究内容。
目前不少学者在相关领域中对基于要素分类与模板化的制图方式做了较多的研究与应用[6-14]。其中，闫世宏通过 ActiveX Automation 技术和 VBA 编程语言集成界面、图纸模板库、数据库[6]；魏严旭通过 ArcG IS Engine 组件技术开发出快速出图软件，通过输入要素，实现专题图的快速生成及批量输出[7]；郭艳涛利用 XML 文件记录地质工作程度专题图的查询条件、图层符号画方法以字段、图层要素符号化参数，并使用制图模板记录符合规范的制图布局参数，实现从属性数据到专题图层的自动化生成[8]；孙哲使用基于 python 语言与 Arc Py 包的出图技术，实现了基于天地图数据的地震专题图全自动生成[9]；黄婷提出了一种基于Mapbox 的矢量切片电子地图制图方案，以分级组织、表达方法、空间冲突关系要素表达设计制图模板[10]。
总的来说，要素分类与模板化的采矿工程出图方式，首先需要对各类工程要素分析其数据类型、在图件中的生成方式，针对要素特点进行分类与处理。之后，再根据不同的数据种类来建立相对应的模板生成方式。
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第三章 数字模型空间几何运算
3.1 三维模型的空间布尔运算
模型的空间布尔运算是出图流程中重要的几何算法之一，在图形与图形之间进行操作，并以此生成新个体的数字符号化逻辑运算，可用于模型的剥离、合并以及剖面线、轮廓线等平面曲线的生成。多边形的布尔运算主要是多边形与多边形之间的交、并、差计算，可由二维空间向三维空间拓展。
3.1.1 二维布尔运算
二维布尔运算可看作多边形之间交、并、差裁剪，如图 3-1 所示，从左至右分别为矩形 A、B，以及 A∩B、A∪B、A-B 的结果。
图 3-1 多边形的交、并、差
多边形裁剪最初起源于图形填充中的需求，随着计算图形学的发展，裁剪的使用范围逐渐广泛，裁剪对象也从简单多边形向复杂多边形、多边形集合拓展。我国学者周培德提出了一种基于凸壳的多边形求并算法[21],其中多边形的凸壳为多边形边链中点集合的边界，其定义为：设 n 维空间中的 k 个点的集合为集合 A，A={x1,x2,...xk}，则 Conv(S)={x=λ1*x1+λ2*x2+...+λk*xk | λ1+λ2+ . . .+λk=1（}1-1），该方法适用于任意简单多边形之间的求并计算。Vatti 于 1992 年提出 Vatti 裁剪法[22]，该算法根据多边形局部特征，使用依据顶点生成的扫描光束将其分段，通过定义的交叉规则求出交叉点，以此生成结果多边形，并利用双向链表数据结构加快交叉点的获取,该算法能够适用于任意形状的复杂多边形或多边形集合的裁剪。Greiner、Horman 于 1998 年提出 Greiner-Horman 裁剪法[23]，该方法耗时更短，但会在极少数情况下出现多边形退化现象。后两种算法适用性强，时间复杂度稳定，是目前国际上最经典、使用最广泛的多边形裁剪算法。一般来说，Vatti裁剪法稳定性更好，因此使用场景相对更加广泛。
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第五章 系统的设计与实现
5.1 工程制图需求分析
以用户角度来看，工程制图的需要实现以下流程：用户在三维场景下，选择出图的基础数据，配置布局，启动工程制图软件，添加图项，打印输出；之后，将本次出图保存为模板，下次制作同类型图件时，可选择对应模板，可自动生成图项，直接打印输出、简单编辑后打印输出。
矿山输出的任何图件都具有非常明确的业务目标。地下矿输出的图件类型可分为三大类，十小类。三大类以业务类型进行分类，包括地质图、测量图、采矿图。十小类则从工程角度对三大类进行进一步分析，具体分类如下图所示。
图 5-1 矿山图件的分类
在这十种图件类型中，地形图、中段现状图、地质平面图、地质剖面图、地质投影图、坑探设计图、钻探设计图，是空间要素在成图过程中经过投影、剖切、拷贝等模式形成二维空间数据，并通过添加标注、输出表格等形式对属性要素进行规范式的表达。
而中深孔设计图、开拓采设计图、填充设计图，是要素类对象不能通过简单几何变换来生成二维空间数据的图件,该类图的特点是：通过多次业务配置以及算法功能生成图件的模型数据以及图元数据，即需要进行额外专业性质的设计与计算。
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5.2 系统框架设计与实现
工程制图软件使用 Visual Studio 2013 作为开发软件，采用 BCG 界面风格，在 WINDOWS 平台下，通过 ODA 架构与 HOOPS 可视化实现了工程制图功能。本章根据福建马坑地下矿的实际矿体进行了工程制图流程，可以预见出图程序在实际生产中的应用效果。
工程制图系统架构由图件预处理部分与工程制图软件部分组成：
（1）图件预处理部分：
预处理部分负责模型要素、布局的数据准备，以及模板的文件管理。对要素进行整合，并对行业务图件类型选择，根据图件类型确定出图范围，如平面范围、剖面范围、任意范围、折线剖面范围，根据出图范围自动选择对三维图形要素对象使用进行投影、剖切、折剖、拷贝等操作，生成二维图件。将图件、要素等数据导入工程制图部分。
（2）工程制图软件部分：
支持各类文件（DMF、DWG、DXF）导入导出、各类图项如表格、网格、指北针、标注的添加，并提供图形编辑与打印输出功能，并且能够生成基于 XML文本的存储模板。
工程制图整体体系架构如图所示：
图 5-4 工程制图整体架构
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第六章 总结与展望
6.2 展望
工程图件是地下矿现场指导施工和技术交流的重要数据，自始至终贯穿整个工程的生命周期。采矿工程图件种类繁多，样式复杂，为了提供模板化、自动化的出图方式，本文围绕工程制图中数字模型、几何算法、要素分类、模板机制及系统框架等方面进行分析和研究。
本文对制图流程中的数据构成、空间算法与出图模式进行了研究，实现了一种快速的出图方式，还可以在以下方面做进一步的研究：
（1）专业图件的模板化
目前的模板在通用工程图件的出图过程中表现较好，但对于专业图件，其模板化程度有限，大部分图元与模型数据仍需要由手工生成，继续研究专业图件的高效出图理论，完善工程制图体系。
（2）空间几何算法的深入探索
工程图件中的模型数据生成方式复杂，包括且不限于投影、剖切、折线剖切、合并连接，还包括局部开挖、阴影重叠等算法。该类算法具有进一步的研究和优化空间。
参考文献（略）
