由原始地形面创建DTM表面模型过程中3 D Mine矿业软件的应用

刘 李， 张 利 梅， 邓 棚 文

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

莱比塘铜矿工程位于缅甸联邦西北部实皆省(Sagaing)南部，距该省最大的城镇蒙育瓦(Monywa) 约5 km。矿区地理坐标为：北纬22°07′，东经95°0′。

莱比塘铜矿位于两山包及中间沟谷之下，为隐伏矿床；矿床处于沉降带的内火山弧上，产于钦敦江冲积平原西侧的晚第三系火山碎屑岩和晚期的安山岩-英安岩体内，为斑岩铜矿经风化淋滤和次生富集作用形成的高硫化型铜矿床，整体呈一个长约2 200 m、宽1 400 m、顶面平整的金元宝型。

矿区范围地势较低(海拔75～325 m)，植被发育，主要为低矮灌木和草类植物；基建剥离时间为17个月；生产期服务年限约32 a。鉴于项目具有施工面域广、工期长，进而导致测量数据处理工作量大的特点，项目部在市场开发前期引进了3D Mine矿业软件，该软件在功能及设计上与常用的工程制图Auto CAD技术通用且操作简单，能够实现3D Mine三维图形与Auto CAD二维图形的相互转换，给矿山前期规划带来了极大的便利，同时也改变了大部分管理人员对三维软件的认知，提高了工作效率。笔者对软件的应用情况进行了总结。

2 3 D Mine矿业软件

近几年，国家对计算软件研发的大力投入涉及各个方面，其中工程领域不断开发出更加方便、简洁、实用的专业工程软件，3 D mine三维软件就是其中的一款，主要应用于大型矿山测量、矿山地质、采矿和生产管理[1]等方面。

3 D Mine矿业软件已越来越多地被应用到工程设计、地勘、矿山建设等方面，主要是因为3 D Mine软件具有许多传统二维设计软件不具备的优势，且目标数据建立使用三维可视化基础平台[2]，已逐渐成为发展的趋势。

3 D Mine矿业软件具有的基本特点包括：二维和三维界面技术的整合、结合Auto CAD通用技术[3]，方便实用的右键功能、快捷编辑和提取相关信息、剪切板技术的应用，使Excel、word以及data数据能够与图形直接转换、快速采掘带实体生成算法以及采掘动态调整、爆破结存量的计算和实方虚方的精确计算、多种全站仪的数据导入和南方Cass软件的兼容等。

3 矿区原始地形数据的整理与汇总

在莱比塘矿区原始地形建立可视化三维DTM表面模型的操作中，矿区的原始数据点位有几十万个，需要根据矿区的实际情况对坐标点划分区域进行处理，否则数据量过大容易导致电脑死机，工作效率降低。鉴于这种实际情况，我们将整个莱比塘矿区的原始数据划分为5个区域分别进行数据处理。

在建立模型前，必须对测量的原始数据文件进行整理，去除重复及错误的数据，并对部分区域进行数据加密处理[4]；在处理数据时，特别需要注意的是对数据进行备份，以免出现错误而导致数据丢失。

首先，对原始数据进行区域划分，并对高程点及点位属性进行汇总编辑。其中的道路数据必须进行单独处理，对道路路面数据及道路开口数据分别编号建立图层数据，导入3 D Mine矿业软件进行图符绘制和三维效果操作并对局部图形加密后再修改完善。

其次，对原始数据较大的自然坎及人工坎，包括坎上和坎下分别进行标识，用KS及KX进行数据编号建立图层，同时对原始点进行属性编辑，导入3 D Mine矿业软件，进行图符绘制和三维效果操作，并对局部图形加密后再修改完善。

三是对矿区的整个原始数据进行地面建筑和河流、田地、管道、通讯、电力等进行属性编辑及图面绘制，分别建立图层和数据库，并用专用符号进行绘图并保存。

最后调入矿区边界线，进行全面的整理汇总，并对图进行修正合并，汇总整理并建立数据库，将其转换成3 D Mine数据格式。

4 3 D Mine矿业软件三维建模数据的导入

将已经整理好的原始数据库导入3 D Mine数据。在该项目中，导入数据常用的方法主要有文本导入、南方Cass数据导入、Auto CAD图形导入等三种常用格式。

导入数据前先进行参数的设置。导入类型：高程点导入时，高程显示类型包括点标记和高程标记两种方式；文字高度和小数数位：以高程标记导入高程点时，文字标识高度和小数显示位数；打印点属性：以高程标记导入高程点时，将点属性以文字形式显示出来；标注颜色：以高程标记导入高程点时,文字显示的颜色；自动连线：以点标记方式导入高程点时，高程点之间以字段为依据，配置设置的代码和颜色，自动连接成线；抽稀高程点：对导入的高程数据按照距离进行抽稀等。

(1)导入文本。将文本数据导入3 D Mine矿业软件时，特别要注意选择文本里与X、Y、Z对应的列以及分隔符(如X,Y,Z)，坐标顺序不能错(如Y、X、Z)，不然就显示不出文本数据结果，且无法生成实际的三维可视化模型。

(2)导入Cass文件。在导入前将数据格式进行转换，点的格式是(001,,X，Y，Z)，并将文件保存为*.dat格式，格式错误将无法导入3 D Mine矿业软件进行操作。

(3)导入Auto CAD图形文件。AutoCAD图形文件在导入前必须进行图形整理，并对点线赋三维数据，力求图面整洁、尺寸正确，方可导入3 D Mine矿业软件进行可视化操作。

5 建立3 D Mine DTM表面模型并保存

3 D Mine DTM表面模型：主要有开放线生成的DTM表面模型和高程点生成的DTM表面模型两种。

(1)开放线生成的DTM表面模型。在日常工作中，利用开放线建立DTM表面模型,主要应用在排土场、堆浸场、终了矿坑等已知产量的设计,这些都是建立在原始数据DTM表面模型的基础上进行计划设计的,所以，在开放线建立模型前必须对线数据文件进行核对，确定线数据文件或图形是否有线属性[5],然后根据所设计的线文件,选择常用的方法进行操作,得到DTM表面模型。在生成DTM表面模型以后,多数情况下必须进行修改完善，例如在排土场道路设计文件中经常会出现在生成表面模型以后道路直接和坎下数据连接起来，而没有和实际线文件连接生成表面模型，这是因为线文件的数据点过少导致的。这时，就需要对线文件进行点加密，再次生成后得到DTM表面模型。

(2)高程点生成的DTM表面模型。利用高程点导入生成DTM表面模型，主要是通过矿区的测量数据进行DTM表面模型的建立。尤其是对比两期(两周或两月)DTM表面模型，可以很直观地了解两期的动态开挖情况。例如：每个月的月末计量资料，主要就是采用月末收方数据DTM表面模型和月初原始数据DTM表面模型进行体积计算得到当月开采的工程量，如图1中深色部分。

图1 月采剥量完成情况图(深色部分)

(3)DTM表面模型的保存。对生成的DTM表面模型进行保存这一点很重要。选择生成的DTM表面模型单击鼠标右键，选择保存选择集，在对话框文件里面选择浏览进行文件名命名，同时选择保存类型，特别注意要选择3 D Mine体文件(*.3ds),点击保存，回到保存选择集，再在类型选择3 D Mine二进制体文件(*.3ds|*.3dm),然后选择确定，最终完成DTM表面模型的建立。

6 3 D Mine矿业软件DTM表面模型的应用

3 D Mine DTM表面模型在莱比塘铜矿主要应用在：矿区的原始地形面的DTM表面模型的建立，排土场、堆浸场DTM表面模型的建立，月末收方计量的DTM表面模型的建立，生产过程周现状、月现状图DTM表面模型的建立，周计划、月计划、年计划与实际现状结合DTM表面模型的建立等，实现对矿山的空间三维应用和空间与时间的四维动态化管理。

例如，莱比塘矿区原始地形面DTM表面模型的建立情况见图2，终了境界线和原始地形面DTM表面模型的建立合并图见图3。

7 结 语

通过3 D Mine软件原始地形面的DTM表面模型的建立，将莱比塘矿山的3 D Mine原始地形数据处理、导入数据、DTM表面模型的建立应用到矿山生产的整个过程中，对矿山的动态化管理起到了重要作用；通过在莱比塘铜矿对原始地形面的DTM表面模型的成功应用，所取得的经验可以推广到类似大型土石方工程中，如大型水电站地上及地下洞室的DTM表面模型建立等，可以实现对整个工程进行四维动态管理。