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摘要
巷道三维BIM建模具有数据结构复杂、细节信息量大等特点，在几何和语义上与GIS巷道三维模型相差很大，因此难以进行直接数据集成。为更好地利用GIS的空间分析功能和BIM的精细化建模功能，提出了基于BIM与GIS的矿山巷道参数化三维建模技术。首先设计了考虑BIM层次细节和GIS空间拓扑的巷道三维数据模型和数据结构，包括了结点、中间点、巷道弧段、巷道中线和三角网等多类型几何数据，能够管理巷道相关的地质素描、巷道设计、通风网络、避灾线路的各类专业参数；其次，提出了三维巷道网络拓扑关系处理方法，通过GIS的空间拓扑编辑功能构建标准化巷道中线网络数据集；最后，提出了参数化BIM巷道三维建模流程，即读取巷道中线数据集及参数，构建基本巷道BIM模型，利用布尔运算技术处理巷道硐室、拐弯和交岔点等复杂情况，生成的BIM模型可以充分展现巷道形态、支护等细节，也保留了GIS巷道网络拓扑关系，提高了数据的可集成性。采用布尔运算算法与常见的线框建模算法进行比对后，发现布尔方法在不同断面类型的巷道交岔点处理效果更佳。研究成果已经在大海则煤矿透明地质保障系统中得到应用，支持udatasmith、obj、fbx等多类型标准化三维数据格式，生成的三维巷道模型能够为煤矿避灾路线生成、通风网络解算、路径导航、智能地质保障等提供可视化与网络分析服务。
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单位中煤陕西榆林能源化工有限公司; 中煤能源研究院有限责任公司; 北京大学
