淮南矿业集团顾桥矿
矿井安全生产三维可视化系统
技术协议
二零零六年七月
由顾桥矿信息管理中心牵头，矿地质测量部门、上海宝信软件股份公司及北京富力通能源软件技术有限公司参与，在顾桥矿就三维可视化与综合自动化系统集成进行了充分协商，形成如下技术协议：1.协议内容
1.地测信息系统作为三维可视化系统的有机组成部分和必需的数据
来源，三维可视化系统与地测信息系统软件通过数据库表互相共享数据库，并开放数据表格供自动化集成平台及信息系统平台使用，矿地质测量部门通过北京富力通能源软件技术有限公司的演示，认为北京富力通能源软件技术有限公司在三维可视化系统中提供的地测信息系统达不到专业化的地测信息系统的功能，建议北京富力通能源软件技术有限公司外购专业化的由北京龙软科技发展公司开发的地测信息管理系统，并负责有机的集成；北京龙软科技发展公司负责地测信息管理系统的功能实施、软件维护及系统升级，以满足顾桥矿地测部门日常地测信息管理的需求。2.上海宝信软件股份公司承包的综合自动化系统与三维可视化系统
的具体数据接口交换原则与系统调用原则：集成软件平台可以直接启动三维软件应用程序。三维显示、展示方案由三维软件负责完成，三维软件也可以独立运行；集成平台将采集的集成数据信息通过数据库的记录集（提供字段说明）共享给三维软件，三维软件负责在相应的子系统终端上显示对应的场景和数据。综合信息平台保证发送给三维软件的消息的正确性和及时性，三维软件系统保证显示和定位的准确性和时效性。三维软件需要获取的实
时监控数据，可以采用通过发送TCP/IP请求（数据包大小上限定为1024个数据）给集成平台获取数据（备选方案：三维软件需要显示实时参数时，采用分布式访问方式，直接从OPCServer中获取实时数据），数据显示和表达方式的组织工作由三维软件完成。
3.数据录入：三维可视化系统作为地测信息系统软件和集成化平台
的数据使用者，应充分有效使用地测信息系统软件和集成化平台提供的数据，测量数据库与地测数据库建立的原始数据的录入由地测信息系统软件负责，有效避免用户单一数据多次录入，具体为：
●三维可视化系统负责以下数据录入:
1)主副井、风井、巷道、硐室的数字摄像资料。
2)井巷工程造价信息。
3)各种生产与安全设备的类型、功率、工艺参数等资料。
4)安全监测系统、自动控制系统的监测点的位置、类型、报
警上下限、单位、状态、实时数据等（通过软件接口获取）
●地测信息管理系统负责以下数据录入:
1)煤层边界数据、断层数据、陷落柱、熔岩侵入、古河床冲
刷等煤层缺失数据。
2)回采工作面的资料。
3)主副井、风井、巷道、硐室的断面类型、参数等资料。
4)地质勘探的钻孔、测井资料、柱状图、各主副井、风井、
巷道、硐室的测量资料。
5)工业广场布置图、水文地质图、井上下对照图、通风系统
图等各种必须的图纸。
6)煤层煤质资料。
7)矿区地层资料、钻探资料、煤层综合成果台帐、勘探线资
料、巷道测量资料。
2.三维可视化系统实现功能
2.1.矿井安全生产总体状态查询
1)当前或任意时期矿井采掘工程总体状态
单键点击，可让用户快速从视窗中通过三维视图直观地了解当前或任意时期矿井采掘工程状态，即各井巷的位置、各回采工作面的位置、各掘进工作面的位置、煤层的开采情况、井上下位置关系等；
2)生产系统的查询
可以选择“通风、运输、安全路线、排水、供电”等系统进行查询。选择某一系统后，显示出当前所选系统的运行线路布置状况，例如，通风系统的进风、回风方向及路线。还可动画演示显示生产系统的运行。
2.2.实时安全监测与自动化三维可视化
1)任一监测站点报警时，可立即调出“安全监测站点综合信息”
的监控面板，同时将该站点所在的位置及周围相关的三维工程
视图自动移到当前视窗的中心，并且闪耀显示被报警的站点或
三维动画显示监测设备的运行状态及其属性信息。
2)“安全监测站点综合信息”面板实时显示报警站点的综合监
测信息与相关的生产信息(设备、人员、供电等)，参照该站点
周围的生产系统三维视图，利用三维可视化系统为矿井建立的
数字化、信息化和可视化信息系统，以及提供的各种功能菜单，可以快速对矿井的各项工程、地质、生产系统等相关信息进行
全面的查询。所查询的信息及三维视图与安全监测站点面板的
综合监测信息显示在同一视窗中，为安全应急情况的处理和决
策提供了全面、综合、方便和快捷的信息资源。
2.3.三维视图工具
2.3.1.高级区域视图
“区域工程视图”功能可实现对查寻不同区域视图的快速切换(如不同采区视图之间的切换)，从而得到局部清晰视图。“对象跟踪视图”功能可通过工程名称选择，使该工程视图立即显示在视窗的中心，极大方便视图对象的查询;
工程透视与沿工程内部视察功能，可打开工程三维实体图的外表，查看工程内部。查询某段井巷时，可播发使用数码摄像机对工程内部进行的录象；
可以在多个窗口中同时显示不同的三维视图，既可以显示不同观察点的透视图，也可以显示顶、底和各个侧面的正视图。
可以对各种三维视图进行旋转、平移、缩放等操作。
2.3.2.剖切体与透视
可以对三维图形对象进行任意剖切，以立方体为剖切面时，可剖切出具有一定厚度的剖切体，这对表现局部工程的空间关系、对于工程布置、回采面过断层方案的制定有重要作用：其透视功能可打开工程三维实体图的外表，查看工程内部的结构。
2.3.3.多切面及等高线制作
可以对一个或多个三维图形对象进行单剖面或多剖面(任意等间距)图制作。当对煤层底板面进行等间距剖切时，便生成了煤层底板等高线。
2.3.4.显示工程名称
可实现用单键标注所有的井巷工程名称，并且无论何种视角观察的视图，显示的工程名称都与用户视线垂直，名称的文字大小可调整。
2.4回采工程三维可视化
记录、查询或预测任意有记录一天工作面的推进距离，工作面所在的位置，回采工作面在某一位置上的采高、煤层倾角、工作面已采储量及剩余储量和回收率。这些值根据生产地质条件计算，避免人为因素的影响：可自动生成采煤日、月、年报表。
2.5掘进工程三维可视化
查询和显示任意工程有记录一天的掘进施工位置、开挖方向、日
进尺、累计进尺和剩余工程量等；自动生成掘进日、月、年报表。2.6工程结构与属性的设置和查询
在完成的三维工程导线上加入工程断面，形成具有断面形状的三维实体图形，并且可以用于查询工程的有关技术参数和属性。
1)可以在一条工程导线上设置不同断面形状和断面大小的三维实体
图，因此，可适应矿井各种工程断面的设置。
2)工程断面图形及其技术参数可按工程断面编号进行保存，通过输
入断面号码调用其图形和参数；可直接查询工程断面汇总表及断面施工图。
3)自动显示工程总长度、不同断面区段的长度、断面面积、单价、
工程量及工程属性(用途)。
2.7设备设置与管理
对某些常用设备(如风机、风门、水棚和安全监测站等)进行图形自动生成。鼠标定位、设备安装与工作状态记录、特征光标显示等。方便了对常用设备的安装位置、性能、安装信息、工作状态进行查询和图形显示。
2.8工程布置与修正
该模块有四方面的功能:
1)根据井下地测结果，对工程设计图进行修正。
2)根据工程设计参数：工程段的方位角、长度、坡度，直接在视窗
中生成三维工程导线布置图；
3)将工程平面布置导线，通过设置工程的变坡点的标高和导线连接，
使平面图形变为三维工程图；
4)对于已经完成设计工作的工程图形，可用该模块对各工程的布置
信息(如方位、长度和坡度、变坡点的坐标)进行查询；
2.9生产系统设置
该模块的主要功能是为相关生产系统(通风、运输、安全路线、排水、供电)进行线路及流动方向设置，其目的是在视图中直观了解生产系统的总体状况，为在“工程总体状况”模块中实现各生产系统的查询和动画显示做好准备。
“生产系统设置”模块即可以用于对生产系统进行视图设置，也可以对生产系统进行动画浏览，以便检查设置是否正确，对不正确的设置，可以进行修改。
在系统中，生产系统的设置分以下儿步进行：
1)根据生产系统的路径，设置生产系统在各项工程中的路线：
2)将各项工程中的生产系统路线连接，形成生产系统的总路线图：
3)对于有流动方向的生产系统，如通风、排水系统等，需要在系统
路线上标注方向标识，以便在动态浏览生产系统时，可以展示系统的运行方向。对于不需标明方向的系统，如供电系统，可以不需进行方向标识设置，但在系统动态浏览时，将闪耀显示该系统的路线，以便了解系统的分布情况和路线布置。
4)动态浏览，检查系统设置的正确性。如发现问题，进行修改。
5)系统修改和更新。当发现生产系统设置有问题时或随着工程的进
展，生产系统发生变化时，需要对原有生产系统线路进行修正和
更新。
2.10地面工业广场三维可视化
可以建立地面工业广场的三维模型，并与井下模型结合成一个完整的矿井模型。
3.地测信息管理系统实现功能
地测空间管理信息系统主要是在完成地质、测量专业数据管理的基础上实现地测图形绘制、管理与三维动态管理。同时，随着网络技术与现代管理理念的提升，实现基于Internet技术远程管理地质、测量数据与信息成为一种趋势，远程管理也成为地测信息管理的重要部分。为此，地测空间管理信息系统主要由地质数据管理、测量数据管理、地测图形绘制与管理、远程管理以及三维动态管理等组成。
3.1.系统组成
依据实际需求来看，地测空间管理信息系统总体讲主要从两个方面考虑：首先是属性数据管理，其次是图形数据管理。在专业上考虑是地质、测量专业应用，但是它们在数据上存在密切的联系；基于地质、测量的远程管理也是地测空间管理信息系统的重要部分，系统间关系密切。整体数据流程如图2－1。
3.1.1.地质数据管理
地质数据管理主要包括地层数据管理、勘探线数据管理、钻孔数
据管理、煤层数据管理和断层数据管理等。
地层数据管理：主要是矿区地层、标志层的基本信息管理。
图2－1地测空间管理信息系统数据流程
勘探线数据管理：勘探线类别有两种，一是实测勘探线，二是虚构勘探线，在界面上它们将以不同的颜色分别。在勘探线中，存在首钻孔与末钻孔坐标的输入，它们可以采用自然坐标方式或极坐标方式；并存在网格最大值与最小值、勘探线方位角、勘探线地层走向。
钻孔数据管理：主要是对钻孔基础数据、钻探资料数据、测井资料数据以及测斜资料数据的管理，同时根据孔斜数据进行孔斜校正。
煤层数据管理：主要是对煤层的钻孔数据管理。实现对过不同煤层的钻孔进行数据的管理，主要有钻孔煤层结构、顶底板岩性、灰份、CAO等参数的管理。
断层数据管理：主要是对矿区断层进行数据管理。其中包括断层性质资料与控制断层位置数据的管理。控制断层位置数据管理是对控制当前断层的钻孔的相对位置数据。
3.1.2.测量数据管理
测量数据管理主要有交会定点数据管理与计算、导线测量数据管理与计算、导线成果数据管理、贯通误差预计、坐标正反算以及相关报表数据管理。
定点交会数据管理：主要包括后方交会和方向交会。
导线测量数据管理：主要包括支导线、闭合导线、附合导线、复测支导线、罗盘支导线等数据的管理与计算。能自动进行边长改正：钢尺与测距仪测距边长的各项改正；能自动计算观测数据；能够将观测数据（包括角度与边长）自动计算成导线计算的输入数据；导线计算台帐输出。
导线成果数据管理：主要是各类导线测量数据的计算成果汇总。能够直接人工输入成果数据；能够从计算台帐中进行导线数据操作，从而自动实现导线数据由计算台帐直接转化为成果台帐。
其他工具与管理：导入全站仪坐标成果、陀螺定向观测、四等及碎部水准测量、坐标正反算、高斯投影下反算、坐标换带计算、导线查询管理。
数据查询：主要针对基础数据，采用导航检索方式来查询数据。
系统管理：主要有数据导入、导出，用户管理，系统设置和数据提取等。3.1.3.地质图形绘制与管理
主要包括地质平面图、剖面图和素描图的自动或半自动绘制。
地质平面图：主要有各类等高线或等值线图的绘制与编辑、煤层储量图的绘制与储量自动计算等、地形地质图的绘制与编辑、水文地质图的绘制与编辑、充
水性图等专业图件的自动或半自动绘制和编辑。
地质剖面图：主要有勘探线剖面图生成、任意预想剖面图生成、水文地质剖面图生成和切割数据生成剖面图以及平面与剖面数据的相互利用等。
地质素描图：依据实测数据自动形成素描图并可以编辑巷道素描。
3.1.
4.测量图形绘制与管理
主要是结合测量实测数据或计算成果自动或半自动绘制采掘工程平面图，并依据相关数据编辑相关信息；基于采掘工程平面图实现其他专业图件的绘制。
3.1.5.三维动态分析与管理
针对目前平面图形的可视效果不足，非专业人员很难看懂，结合煤矿的特点，利用最新的计算机图形学研究理论和计算机面向对象编程技术，龙软公司推出一套面向煤矿应用三维地理信息系统。系统首次实现了二维GIS与三维GIS的集成应用，动态构建三维模型，包括钻孔、地层、巷道、回采工程、掘进工程、工作面、监测点以及生产系统的三维管理与分析；在国内首次实现煤矿专用三维可视化系统的实用化，如满足生产要求的任意剖面图形的绘制；实现3D-WebGIS 的远程监测监控应用。
3.1.6.地测远程管理
主要是基于Internet技术实现地质、测量等相关基础数据与图形信息的远程管理以达到远程管理与分析解决相关问题。
3.1.7.地表沉陷预计
采用最先进的地表变形预计理论和编程技术研发而成，对村庄下采煤、铁路下采煤等形成的地表移动变化以及建筑物的破坏等级和破坏范围具有可靠的预测预报作用。
3.2.系统架构
系统的架构是按照煤矿地质、测量管理工作的业务流程（即工作流）来实现，同时是基于数据驱动的过程。即数据获取后依据相关子系统输入进入数据库服务器，其次根据实际需要对数据进行处理产生不同的结果信息；同时将基础数据与处理的结果数据在Internet网上发布以实现地测数据或信息的远程管理；同时基于淮南矿业集团顾桥矿的网络与相关生产专业系统实现共享应用，并实现三维的应用，如图2－2。
3.3.系统功能设计
地测空间管理信息系统主要由图形数据库系统、属性数据库系统与三维动态分析与管理三大部分组成，其中图形数据库系统主要包括平（剖）面图系统、素描图系统、测量图系统和图例库系统，而属性数据库系统主要包括地质数据库系统与测量数据库系统，三维动态分析与管理主要基于二维图形系统与属性数据库系统实现矿井生产专业三维动态分析与应用，比如运输系统、通风系统与回采工程动态管理等。图形系统主要完成图形的编辑、绘制、修改等功能，属性数据库系统主要是实现数据的动态管理。图形与属性之间基于ADO、ODBC实现图形与属性数据的双向管理，同时，基于图形系统与数据库系统实现远程管理、三维动态分析与管理。
图2－2 地测空间管理信息系统架构
3.3.1.属性数据库
数据库系统（这里指属性数据库）的设计是地测空间管理信息系统开发和建设的重要组成部分。数据库系统的设计首先充分分析用户需求，然后进行合理的逻辑结构设计和有效的物理结构设计，构建较优的数据库模式，最终建立数据库及其应用系统，满足用户的各种应用需求。
数据库系统中数据结构的研究与设计在系统的开发中尤为重要，数据结构设计的合理与否将直接关系到数据库系统数据的录入、保存、更新、容错性及一致性等，同时也将影响到计算机的空间分配等问题。
数据库管理系统的数据主要包括各种基础的数据，如地层数据、导线计算数据、煤层数据等的管理。由于在实体间存在相同的数据项，这样数据项的属性可能相同，它的域的设置就应该相同。具体确定时依据数据项本身的属性特征确定数据项的结构。
属性数据库管理系统是在充分分析矿山各种工作的过程和矿山数据的来源及其流程的基础上设计而成的。本系统旨在通过计算机对地质、测量基础数据进行管理，同时为图形自动生成提供数据，主要包括地质数据库系统与测量数据库系统。
3.3.1.1.地质数据库系统功能设计
地质数据库系统是根据矿山地质数据的基本特点及矿井生产特点，采用模块化层次型结构系统设计，其中包括文件操作、数据管理、报表和台帐管理、数据初始化、用户管理及帮助等。
数据初始化：依据集团与矿井的特点，将其分为地层磁偏角初始化，地层初始化、岩石名称初始化，矿井名称初始化以及工业牌号初始化。另外还有煤层容重初始化，这主要考虑到同一矿业集团不同矿井间可能存在煤层容重差别，若相同则在地层初始化中可初始化全集团容重。
数据管理：包括勘探线数据管理、地震勘探线数据管理、钻孔数据管理、煤层管理和断层数据管理，同时还为图形软件提供数据获取的剖面数据提取，煤岩层对比图数据提取、钻孔综合柱状图数据提取、层间距数据提取以及钻孔的查询。其中基础数据管理均包括数据的录入、定位查询、追加、插入、删除及返回等命令按扭，如图2－4。
图2－3 地质数据库系统
图2－4 数据管理模块结构图
地质勘探线管理
主要是对地质勘探线数据的基本管理。勘探线类别有两种，一是实测勘探线，二是虚构勘探线，在界面上它们将以不同的颜色分别。在勘探线中，存在首钻孔与末钻孔坐标的输入，它们可以采用自然坐标方式或极坐标方式；并存在网格最大值与最小值、勘探线方位角、勘探线地层走向。为了作图数据的完整性与可靠性，还特设计了勘探线剖面上的实际钻孔与相关钻孔的管理，若要将勘探线的相关钻孔参与剖面图的绘制。
地震勘探线管理
主要是对地震勘探线的数据管理。包括勘探线名称、网格最大值与最小值以及勘探线坐标的录入、插入、追加、删除。
钻孔数据管理
主要是对钻孔基础数据、钻探资料数据、测井资料数据以及测斜资料数据的管理，同时根据孔斜数据进行孔斜校正。
煤层数据管理
主要是对煤层的钻孔数据管理。实现对过不同煤层的钻孔进行数据的管理，主要有钻孔煤层结构、顶底板岩性、灰份、CAO等参数的管理，如图2－5。
图2－5煤层综合成果数据管理
断层数据管理
主要是对矿区断层进行数据管理。其中包括断层性质资料与控制断层位置数据的管理。控制断层位置数据管理是对控制当前断层的钻孔的相对位置数据。
剖面数据提取
主要是对不同勘探线进行对不同地层的数据提取。剖面图系统根据所提取的数据自动生成勘探线剖面。
煤岩层对比图数据提取
主要是对作煤岩层对比图而提供钻孔地层数据。平面图系统根据所得数据自动生成煤岩层对比图，如图2－6。
图2－6煤岩层对比图数据获取
柱状图数据提取
主要是提取工作面钻孔数据，同时用户可以根据实际情况修改工作面钻孔柱状数据。素描图系统根据工作面钻孔数据自动生成钻孔柱状图。
层间距数据提取
主要是提取任意两层的层间距，这样用户可以在平面图系统生成层间距等值线图。
数据查询：主要是考虑数据搜索方便，分别设置按孔号、按煤层、按标志层等查询，如图2－7。
用户管理：考虑到数据管理的安全性、可靠性设置用户管理菜单，实行非管理员身份登录的用户只能查询数据、提取数据与备份数据，同时不能管理用户。
文件操作：主要设计打印设置、数据导入与数据导出。其中数据导入与导出是为重要数据的备份与恢复而设置。
帮助：为了简化系统的培训并更好地让地质工作人员使用地质数据库子系统，我们将开发相应的帮助系统。
图2－7 数据查询
3.3.1.2.测量数据库系统功能设计
测量数据管理主要有交会定点数据管理与计算、导线测量数据管理与计算、导线成果数据管理、贯通误差预计、坐标正反算以及相关报表数据管理。
定点交会数据管理：主要包括后方交会和方向交会。
导线测量数据管理：主要包括支导线、闭合导线、附合导线、复测支导线、罗盘支导线等数据的管理与计算。能自动进行边长改正：钢尺与测距仪测距边长的各项改正；能自动计算观测数据；能够将观测数据（包括角度与边长）自动计算成导线计算的输入数据；导线计算台帐输出。
导线成果数据管理：主要是各类导线测量数据的计算成果汇总。能够直接人工输入成果数据；能够从计算台帐中进行导线数据操作，从而自动实现导线数据由计算台帐直接转化为成果台帐。如图2－8。
图2－8 测量数据库
贯通误差预计：根据图上量取的实际坐标系的坐标以及贯通水平重要方向（假定坐标系）与真坐标系的夹角（假定坐标系相对于真坐标系的旋转角），预计贯通水平重要方向上的误差。改变不同的夹角，可预计不同方向上的误差。同时，改变贯通方案，只需改变旋转角。
数据导入与导出：数据导入主要是将全站仪数据直接导入成果台帐，同时为采掘工程平面图的动态绘制提供数据。
其他工具与管理：导入全站仪坐标成果、陀螺定向观测、四等及碎部水准测量、坐标正反算、高斯投影下反算、坐标换带计算、导线查询管理。
数据查询：主要针对基础数据，采用导航检索方式来查询数据，如图2－9，形成成果表如图2－10。
系统管理：主要有数据导入、导出，用户管理，系统设置和数据提取等。
医学图像的三维重建与可视化技术的进展随着20世纪七十年代计算机断层技术（Computerized Tomography, CT）、核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）等医学影像技术的应用，可以得到病人病变部位的一组二维断层图像，通过这些二维断层图像医生可以对病变部位进行分析，从而使得医学诊断和治疗技术取得了很大的发展。 但是，这些医疗仪器只能提供人体内部的二维图像，二维断层图像只是表达某一界面的解剖信息，医生们只能凭经验由多幅二维图像去估计病灶的大小及形状，“构思”病灶与其周围组织的三维几何关系，这就给治疗带来了困难。在放射治疗应用中，仅由二维断层图像上某些解剖部位进行简单的坐标叠加，也不能给出准确的三维影像，造成病变定位的失真和畸变。 三维重建与可视化技术利用一系列的二维图像重建为具有直观、立体效果三维图像模型，并进行定性、定量分析。该技术不仅给医生提供了具有真实感的三维图形，并让医生从任意角度观察图像，还可以从二维图像中获取三维结构信息，提供很多用传统手段无法获得的解剖结构信息，帮助医生对病变体和周围组织进行分析，极大地提高医疗诊断的准确性和科学性，从而提高医疗诊断水平。同时，三维重建与可视化技术还在矫形手术、放射治疗、手术规划与模拟、解剖教育和医学研究中发挥着重要作用。 本文首先介绍了医学图像三维重建的几种经典方法，以对该技术有个总体性的大致的了解；然后结合相关文献，深入研究了一个改进的MC（Marching Cubes）算法以及基于寰椎的X线图像的三维形态重建。 一、医学图像的三维重建的几种常见方法 目前，医学图像三维重建的方法主要有两大类：一类是通过几何单元拼接拟合物体表面来描述物体的三维结构，称为基于表面的面绘制方法；另一类是直接将体素投影到显示平面的方法，称为基于体数据的体绘制方法，又称直接体绘制方法。其中面绘制方法是基于二维图像边缘或轮廓线提取，并借助传统图形学技术及硬件实现的，而体绘制方法则是直接应用视觉原理，通过对体数据重新采样来合成产生三维图像。近来，产生了结合面绘制和体绘制两者特点的混合绘制方
三维可视化机房智能监控系统 随着计算机技术的迅速发展，数字交换技术的日新月异，计算机通信已经深入到社会生活并对社会经济的发展起着决定性的作用，而在这其中计算机机房数据中心作为载体更是整体生态链中的重中之重。尤其是近年来，云技术的突飞猛进，计算机机房数据中心所承受的压力越来越大：机房计算机系统的数量与日俱增，其环境设备也日益增多，机房环境设备（如供配电系统、UPS 电源、空调、消防系统、保安系统等），由于各类设备各自独立，如果没有统一的监控系统进行管理，主要是依靠值班人员的定时巡检来进行系统监控，由于值班人员知识面和安全管理的问题，值班人员不可能详细地检查每套系统，所以存在较大的安全生产隐患。 为满足工作需要，提高机房维护和管理的安全性，北京金视和科技股份有限公司建立一套“可视化、智能化、远程化”的监控系统，为机房高效的管理和安全运营提供有力的保证。 三维可视化机房智能监控系统对机房实现远程集中监控管理，实时动态呈现设备告警信息及设备参数，快速定位出故障设备，使维护和管理从人工被动看守的方式向计算机集中控制和管理的模式转变。突破性的三维仿真技术是智能可视化数据中心建设的一个重要的组成部分，机房设备具有数量大、种类多、价值高、使用周期长、使用地点分散、缺少实时性管理、管理难度大等特点。全三维可视化监控平台，形象化的虚拟场景和真实数据相结合，增强机房设备、设施数据的直观可视性、提高其利用率。 系统特点 三维虚拟可视化平台 在现有资源管理系统数据库的基础上，以三维虚拟现实的形式展现数据中心的运行情况。实现可视化管理和服务器设备物理位置的精确定位。三维虚拟现实方式对机房楼层、设备区、设备安装部署情况及动力环境等附属设施的直观展示，实时展现监控和报警数据。可实现360度视角调整。 IT资产可视化管理 在三维环境中通过鼠标点击实现楼层、机房、机房子区域、机柜、设备的分级直接浏览。实现机房可用性动态统计，包括空间可用性、用电量分布、温湿度分布情况和机房承重分布情况统计。当上架设备物理位置发生变化时，设备位置根据数据库变化自动变更。用户也可通过维护工具自行调整。
基于Skyline校园三维可视化的技术发展本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！ 0 引言 三维数字校园是运用Sketchup、WebGIS等三维技术构建校园三维虚拟场景。传统的校园宣传工作主要是依赖于照片，文字介绍等，满足不了全方位展现校园特色的需求。以数字化、网络化为特征的信息科学技术成为推动社会可持续发展的强大动力。在这种背景下，数字校园系统将成为校园新的信息源，任何与校园有关的信息都将给予定位并与空间数据联系起来[1]。 三维虚拟校园系统逐步兴起，逐渐成为各大高校宣传校园文化，展示校园风貌的平台。并且三维校园的建立使得我们对校园的观察方式有了很大的改变。逼真的模型和校园场景可以让我们从各个角度欣赏校园的景色。三维数字校园系统还可为参观者提供便利的条件，且对于学校自身的管理和办公效率也有很大的帮助。目前，我国多所大学均已完成数字化校园信息系统建设，使得校园信息化服务水平空前提高。 本文以太原师范学院校园为例，探讨采用
Sketchup建模软件以及Skyline可视化软件实现校园的三维可视化，为后续的三维数字校园做准备。 1 Skyline 简介 Skyline是由美国Skyline公司推出的一套优秀的三维数字地球平台软件。主要包含TerraBuilder、TerraExplorer、TerraGate三个子系统。其中Terraexplore 是一个桌面应用程序，使得用户可以浏览、分析空间数据，并对其进行编辑，添加二维或者是三维的物体、路径、场所以及地理信息文件。Terraexplore与TerraBuilder所创建的地形库相连接，并且可以在网络上直接加入GIS层。在三维GIS与虚拟现实等方面，Skyline系列软件可为用户提供各种解决三维空间应用的决策方案[2]。 2 数据获取 地形图数据的获取建模时需要高精度的地形图作为底图，如DWG格式的地形图数据作为模型构建的基础，如只在影像上画出建筑物的二维平面图，精度不是很高，对于建模精度要求较高的建筑物建模需要地形图作为底图，导入到SketchUp下进行三维建模。 建筑物高度信息获取高度信息是三维模型的一个重要参数，当前主要通过以下几种方式获得建筑物
基于ArcScene的三维可视化技术的实现 摘要：三维可视化是运用计算机图形学和图像处理技研究数字地形模型显示、简化、仿真的学科,它涉及到计算机科学与技术、信号与信息处理、通信与信息系统、控制科学与工程、摄影测量与遥感、空间信息科学与技术等诸多学科，广泛应用于计算机视景仿真、虚拟现实、图形图像生成、遥感信息处理和数字地球等领域。本文主要介绍基于ArcScene平台的三维可视化技术的内容，以及三维可视化的实现过程。 关键字：ArcScene，三维可视化 1引言 近年来随着计算机技术的迅速发展，一门新颖的技术在不断涌出。三维可视化技术作为当今世界的一门主流技术它能够利用大量数据，检查资料的连续性，辨认资料真伪，发现和提出有用异常，为分析、理解及重复数据提供了有用工具，对多学科的交流协作起到桥梁作用。与以往的二维技术相比，它能跟直观、可视、形象、多视角、多层次的模拟三维场景，可提供一些平面上无法直接获得或表示的信息。还可以直观的对区域地形起伏的形态及沟、谷、鞍部等基本地形形态进行判读，比二维图形（如等高线）更容易为大部分读者所接受。 2ArcScene简介 ArcScene是美国ESRI公司开发的ArcGIS软件桌面系统3D分析扩展模块中的一部分，是一个适合于展示三维透视场景的平台，可以
在三维场景中漫游并与三维矢量与栅格数据进行交互，适用于数据量比较小的场景3D分析显示。ArcScene是基于OpenGl的，支持TIN数据的显示。显示场景时，ArcScene会将所有数据加载到场景中，矢量数据以矢量形式显示。它可以更加高效的管理三维GIS数据、进行三位分析、创建三位要素以及建立具有三维场景属性的图层。例如，可以把平面二维图形突出显示为三维结构。与常规的可视化系统如 3dsMAX、Maya等相比ArcScene克服了3DMAX、MAYA难以克服的困难，为诸多问题提供了很好的解决方法。 3三维可视化过程 3.1要素的三维显示 ArcScene提供了要素图层在三维场景中的三种显示方式： （1）通过属性设置基准高程 在要素属性对话框中，选择基本高程选项卡，设置以常量或表达式作为基准高程，填写或点击按钮生成提供Z值的字段或表达式即可，如图1。 （2）使用表面设置基本高程 在设置基准高程时选择由表面获取要素图层的高程，选中Obtain heights for layer from surface单选框，选择所需表面即 可。要素将会以表面所提供的高程在场景中显示。如图2 （3）要素的突出显示 在图层属性对话框的突出标签中，选中对图层中的要素进行突出复选框。并且在文本框中填写或点击按钮打开突出表达式
三维可视化智能安防系统 重点： 数字三维技术、门禁系统、监控系统、陌生人智能分析报警四大系统全方位保护。防止暴力、盗窃和安全事故的综合性安防解决方案。 一、概述 三维可视化智能安防系统，是一套集三维景观漫游、三维场景仿真、视频监控、视频分析于一体的三维可视化安保系统。该系统以虚拟现实技术研发的三维数字模型数据为基础平台，提供给用户直观的三维交互界面，所有操作针对三维实体模型进行数据交互。包括：监控摄像机、报警设备、门禁等系统设备的基础数据、状态控制数据等。所有数据交互到三维实体模型系统中后，由三维实体模型系统进行状态展现，并反馈用户所进行的操作给各系统。
二、功能特点 三维场景交互式操作 系统可完成真实景观快速建模，亦可导入三维模型，形成由大量三维模型组成的三维场景。在场景中可以轻松地对模型进行移动、旋转、复制、缩放等操作。 三维摄像头的操作 主要包括查找、查看、编辑、布局分析等功能。针对摄像头查找功能，系统提供多个检索选项，包括：坐标点检索，按名称检索，摄像头型号检索和模型位置检索等。检索完成后，用户可以选择检索出的某摄像头进入监控画面（画中画）。 属性数据管理 系统可对三维模型进行查询、浏览、统计等操作，支持载入语音、文字、图片等多媒体信息；系统完善的层管理机制可实现对不同层的数据进行各种属性管理操作，支持ODBC数据库接口，可链接各种商用数据库。 门禁显示 门禁开关的动作，非法卡刷卡时报警提示刷卡情况和报警周边的情况，报警状态在三维场景中提醒显示，同时通过信息提示。
视频监控及管理 用户可实时浏览监控点，报警点，查询监控点、报警点的相关属性信息。当发生报警时能自动切换到事发地点，显示报警效果，弹出相关视频。结合在办公楼内部署的红外探测等报警设备，实现对人员通过被检测区域时的报警提示，并在三维场景中表示出来，提供管理员直观了解布防区域的情况。 视频分析 视频行为分析技术——对校园内的相关运动目标（人或物体）进行检测、分类及轨迹追踪，并根据制定的分析（触发）规则，由系统自动分析、判断运动目标的行为信息，并将信息输出到三维可视化系统中。 三、功能阐述： 传统以人来监视的监控系统中越来越多的视频通道变得非常困难，因此，视频分析迅速成为安防应用中的一个关键元素。使用以智能视频分析和传感器输入为中心的数字产品和以虚拟现实技术研发的三维数字模型为平台的系统，可实现系统功能与操作可视化要求的最佳协调。这对于具有不同安防需要的广泛而复杂的地点来说变得日益重要。 门禁控制产品包括： 门控器
数据中心三维可视化管理平台严格按照数据中心机房建设有关技术的标准和规范来建设实施，采用高标准的三维可视化系统设计原则，达到“国内领先、国际先进”的总体设计目标，并提 供强大的向上/向下接口。 一.三维可视化平台遵循的原则如下： 1.先进性原则：采用国际最新、最先进的三维可视化技术，软硬件均为模块化设计，各模块 间互相独立，互不干扰。对建有冗余热备功能的系统，在系统维护或更换时不影响整个系统 的正常工作，保障系统全天候正常运行，符合国际最新潮流。 2.集中性原则：采用合理的系统体系结构，建立对IT环境各种对象的集中管理，即需要覆盖 眼前需要管理的物理对象，也需要考虑未来的逻辑对象。 3.实时性原则：系统采用先进的API、SNMP等数据通信接口技术，通过内部网络可以实现 与各类机房动环监控系统、资产管理系统、网管系统和IT运维系统的实时数据交互、展示和控制，及时反应各类系统及设备的运行参数和状态，发生故障预警和报警时能第一时间发出 告警通知管理人员查看并解决问题。 4.实用性和高效性原则：系统为管理人员提供直观、易用的图形化操作界面和策略定义工具，支持采用各类WEB浏览器通过互联网络从任意地点管理三维可视化系统，保持各种功能操 作方式的一致性。 5.安全性和稳定性原则：系统必须要达到单位级的安全标准，提供良好的安全可靠性策略， 支持多种安全可靠性技术手段，可充分利用现有的诸如防火墙、入侵检测系统、漏洞扫描、 防病毒系统等基本安全防御系统与外网隔离，保证安全；同时制定严格的安全可靠性管理措施，拥有完善的身份认证和授权，使各类功能具有完善的访问授权安全机制；支持各组件之 间的信息安全传输；设计数据备份、应急处理与灾难恢复等技术措施，防止和恢复由内在因 素和危机环境造成的错误和灾难性故障，确保系统数据的可靠性，实现整个系统的稳定运行。 6.开放性原则：系统预留了南向、北向等多种对外数据通信接口，能向上级IT综合运维平台 提供所有监控数据、报警信息和展示页面，也可以从下级各类监控或管理系统中获取需要展 示和控制的数据，其中数据接口包括API接口、SNMP协议接口、OPC接口以及xmxxxxl接 口等相关的国际标准或行业标准。。 7.灵活性和可扩展性原则：系统的建设采用模块化结构，具有灵活的多级组网功能，模块化 结构有利于扩容与扩展，配置具备可伸缩及动态平滑扩展能力，通过系统框架和相应服务单 元的配置，适应监控范围和内容的变化，即可整合现有其他系统、扩建的新系统、集成新增 的第三方应用等，使得系统具有良好的可扩充性。 8.经济性原则：采用模块化设计，有良好的可扩展性和可伸缩性，系统的安装简单、省时、 安全、可靠，易学习、易管理维护，以获得良好的性能价格比，便于今后的扩展和分步实施，并充分考虑系统的运行成本，并使之达到最小化。
7 三维可视化技术 三维可视化(3D Visualization)技术是20世纪80年代中期诞生的一门集计算机数据处理、图像显示的综合性前缘技术。它是利用三维地震数据体显示、描述和解释地下地质现象和特征的一种图像显示工具。它可使地球物理学家和地质学家“钻入”到数据体中，更深刻地理解各种地质现象的发生、发展和相互之间的联系。 7.1 三维可视化技术概述 可视化技术是把描述物理现象的数据转化为图形、图像，并运用颜色、透视、动画和观察视点的实时改变等视觉表现形式，使人们能够观察到不可见的对象，洞察事物的内部结构。 可视化技术有两种基本类型：基于平面图的可视化(Surface Visualization)和基于数据体的可视化(Volume Visualization)，也称为层面可视化和体可视化。 层面可视化指的是地质层位、断层和地震剖面在三维空间的立体显示，其主要用于解释成果的检验和显示。 体可视化是通过对数据体(可以是常规地震振幅数据体，也可以是地震属性数据体，如波阻抗体或相干体)作透明度等调整，从而使数据体呈透明显示，其主要用于数据体的显示和全三维解释。 在体可视化解释中，常用技术有5种：体元自动追踪技术、锁定层位可视化技术、锁定时窗可视化技术、垂直剖面叠合可视化技术和多属性可视化技术。 (1) 体元自动追踪技术 追踪过程是从解释人员定义种子体元(Seed Voxel)开始的，体元追踪是沿着真正的三维路径追踪数据体，因此追踪结果是数据体而不是层位。图7—1给出利用体元自动追踪技术解释某油田含油砂体的过程，即从油层标定、种子点拾取、体元追踪到三维显示。 (2) 锁定层位可视化技术 利用已有的层位数据(或者层位数据做定量时移)作为约束条件，将目的层段的数据从整个数据体中提取出来，然后针对层段内部数据体调整颜色、透明度和光照参数，可以更有效地圈定地质体的分布范围，更准确地判断断层的延展方向
淮南矿业集团顾桥矿 矿井安全生产三维可视化系统 技术协议 二零零六年七月
由顾桥矿信息管理中心牵头，矿地质测量部门、上海宝信软件股份公司及北京富力通能源软件技术有限公司参与，在顾桥矿就三维可视化与综合自动化系统集成进行了充分协商，形成如下技术协议：1.协议内容 1.地测信息系统作为三维可视化系统的有机组成部分和必需的数据 来源，三维可视化系统与地测信息系统软件通过数据库表互相共享数据库，并开放数据表格供自动化集成平台及信息系统平台使用，矿地质测量部门通过北京富力通能源软件技术有限公司的演示，认为北京富力通能源软件技术有限公司在三维可视化系统中提供的地测信息系统达不到专业化的地测信息系统的功能，建议北京富力通能源软件技术有限公司外购专业化的由北京龙软科技发展公司开发的地测信息管理系统，并负责有机的集成；北京龙软科技发展公司负责地测信息管理系统的功能实施、软件维护及系统升级，以满足顾桥矿地测部门日常地测信息管理的需求。2.上海宝信软件股份公司承包的综合自动化系统与三维可视化系统 的具体数据接口交换原则与系统调用原则：集成软件平台可以直接启动三维软件应用程序。三维显示、展示方案由三维软件负责完成，三维软件也可以独立运行；集成平台将采集的集成数据信息通过数据库的记录集（提供字段说明）共享给三维软件，三维软件负责在相应的子系统终端上显示对应的场景和数据。综合信息平台保证发送给三维软件的消息的正确性和及时性，三维软件系统保证显示和定位的准确性和时效性。三维软件需要获取的实
时监控数据，可以采用通过发送TCP/IP请求（数据包大小上限定为1024个数据）给集成平台获取数据（备选方案：三维软件需要显示实时参数时，采用分布式访问方式，直接从OPCServer中获取实时数据），数据显示和表达方式的组织工作由三维软件完成。 3.数据录入：三维可视化系统作为地测信息系统软件和集成化平台 的数据使用者，应充分有效使用地测信息系统软件和集成化平台提供的数据，测量数据库与地测数据库建立的原始数据的录入由地测信息系统软件负责，有效避免用户单一数据多次录入，具体为： ●三维可视化系统负责以下数据录入: 1)主副井、风井、巷道、硐室的数字摄像资料。 2)井巷工程造价信息。 3)各种生产与安全设备的类型、功率、工艺参数等资料。 4)安全监测系统、自动控制系统的监测点的位置、类型、报 警上下限、单位、状态、实时数据等（通过软件接口获取） ●地测信息管理系统负责以下数据录入: 1)煤层边界数据、断层数据、陷落柱、熔岩侵入、古河床冲 刷等煤层缺失数据。 2)回采工作面的资料。 3)主副井、风井、巷道、硐室的断面类型、参数等资料。 4)地质勘探的钻孔、测井资料、柱状图、各主副井、风井、 巷道、硐室的测量资料。
三维可视化技术都有哪些运用 伴随着数据在当前互联网技术迅速发展壮大下变的层面更广，总数更大、构造愈来愈繁杂，大家如果想要更加清楚，迅速的认识和了解一份数据，传统化的二维平面图数据图表现已不能够满足需求，三维可视化技术越融合多媒体技术、互联网技术及其三维镜像技术完成了数据处理的虚拟化，根据对物体展开多方位的监管，搭建根据现实的3D虚拟现实技术实际效果，让数据呈现更加直观和易于了解，现已短时间变成信息内容智能化管理的关键构成部分，被广泛运用到各制造行业中。 一、什么叫数据可视化 简便的来讲数据可视化便是依据数据的特点、特性等属性，根据图像处理等适合的方法，将数据形象化的有概念性的展现出，作用大伙儿更强的、更清楚的了解数据，把握数据中的有效信息内容。 1.数据可视化的发展壮大与运用 数据可视化并不是什么新型技术，其发展历程发源能够上溯二十世纪50年代电子计算机图形学的初期。那时候，大家就可以利用软件建立出了第一批图形图表。伴随着互联网技术、电子计算机技术和优秀人才层面的短时间发展壮大，各种各样的数据可视化呈现在大家
的眼下。伴随着近几年来大数据备受关注，互联网端数据剖析产品盛行。企业历经前些年IT 系统基本建设后累积了很多数据，包含业务流程数据、客户数据、以及他第三方数据。这种数据对公司很有使用价值，探寻和剖析的意向明显，其才被更广泛运用到每个制造行业中。 （1）数据可视化运用可分成三类： ①宏观环境形势可视化：宏观环境形势可视化就是指在特殊环境中对随时间流逝而持续转变的总体目标实体展开觉察，能够直观、灵活、真实地展现宏观环境形势，能够迅速把握某一行业的总体形势、特点。 ②机器设备模拟仿真运作可视化：根据图像、三维动漫及其电子计算机程序控制技术与三维建模相结合，完成对机器设备的可视化表述，使管理者对其所管理的机器设备有品牌形象实际的定义，对机器设备所在的部位、外观设计及全部主要参数一目了然，会大大减少管理者的劳动效率，提升管理高效率和管理水准。 ③数据分析可视化：是现阶段谈及较多的运用，广泛运用于商务智能、政府部门管理决策、公众服务、网络营销这些行业。凭借可视化的数据数据图表，能够很清楚合理的传递与沟通交流信息内容。 2.数据可视化的发展趋向
三维可视化应急预案系统 三维可视化应急预案系统是针对传统文本式预案的不足而研发的一款可视化的应急预案系统。传统文本式预案，注重的是各部门职责范围的描述，以及应急资源的信息，缺少一种有效的手段可以描述事故发生时，各部门如何履行各自的职责。三维可视化预案系统就是针对这种问题，对预案的执行过程进行可视化制作，既可以对预案相关人员进行培训，也可以更好的检验预案的可行性。 传统文本预案的缺陷 ?预案中信息量小、无法包含明确的应急处置环境信息。 ?预案中缺乏事件、时间、角色间关系的明确逻辑定义。 ?应急处置过程某些细节环节可行性无法验证。 ?预案内容不容易传递和推广。 ?由于环境条件限制、很难开展有效的模拟演练。 三维可视化应急预案的优势 ?预案中包含了明确的二、三维应急处置空间环境及场景信息。 ?清晰的组织结构、岗位责任逻辑关系及时间事件演变关系。 ?直观的处置细节可视化描述。 ?可以推演、容易传播、方便理解，可以直接用于模拟演练。 系统功能 文本预案智能提取
系统可以从原有标准化文本式预案中自动提取应急资源、装备工具、组织机构等信息，作为预案的辅助查询内容。 预案流程编制 通过以事件为驱动的各种环节配置，以流程图的方式把预案进行细部分解，制定有针对性的预案应急响应逻辑结构。 预案细节可视化编辑 提供可视化预案细节编辑工具，以时间轴为基础，添加各种元素，形成可视化的预案展现。推演评估 制作完成的预案，可以随时进行可行性推演与播放，并支持对每个环节的执行情况进行评估和总结。 三维可视化应急预案系统是大连伟岸纵横为安监、消防、公安、危化企业应急部门提供的可靠有效的三维可视化预案系统。
医学图像的三维重建及可视化技术的进展随着20世纪七十年代计算机断层技术（Computerized Tomography, CT）、核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）等医学影像技术的应用，可以得到病人病变部位的一组二维断层图像，通过这些二维断层图像医生可以对病变部位进行分析，从而使得医学诊断和治疗技术取得了很大的发展。 但是，这些医疗仪器只能提供人体内部的二维图像，二维断层图像只是表达某一界面的解剖信息，医生们只能凭经验由多幅二维图像去估计病灶的大小及形状，“构思”病灶及其周围组织的三维几何关系，这就给治疗带来了困难。在放射治疗应用中，仅由二维断层图像上某些解剖部位进行简单的坐标叠加，也不能给出准确的三维影像，造成病变定位的失真和畸变。 三维重建及可视化技术利用一系列的二维图像重建为具有直观、立体效果三维图像模型，并进行定性、定量分析。该技术不仅给医生提供了具有真实感的三维图形，并让医生从任意角度观察图像，还可以从二维图像中获取三维结构信息，提供很多用传统手段无法获得的解剖结构信息，帮助医生对病变体和周围组织进行分析，极大地提高医疗诊断的准确性和科学性，从而提高医疗诊断水平。同时，三维重建及可视化技术还在矫形手术、放射治疗、手术规划及模拟、解剖教育和医学研究中发挥着重要作用。 本文首先介绍了医学图像三维重建的几种经典方法，以对该技术有个总体性的大致的了解；然后结合相关文献，深入研究了一个改进的MC（Marching Cubes）算法以及基于寰椎的X线图像的三维形态重建。 一、医学图像的三维重建的几种常见方法 目前，医学图像三维重建的方法主要有两大类：一类是通过几何单元拼接拟合物体表面来描述物体的三维结构，称为基于表面的面绘制方法；另一类是直接将体素投影到显示平面的方法，称为基于体数据的体绘制方法，又称直接体绘制方法。其中面绘制方法是基于二维图像边缘或轮廓线提取，并借助传统图形学技术及硬件实现的，而体绘制方法则是直接应用视觉原理，通过对体数据重新采样来合成产生三维图像。近来，产生了结合面绘制和体绘制两者特点的混合绘制方法，可以称为第三类三维重建方法。
三维机房可视化运维管理系统 系统简介 随着社会信息化程度的不断提高，机房计算机系统的数量与俱增，其环境设备也日益增多，机房环境设备（如供配电系统、UPS电源、空调、消防系统、保安系统等）必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。因此，对机房动力设备及环境实施管理就显得尤为重要。为满足工作需要，提高机房维护和管理的安全性，北京金视和科技股份有限公司建立一套“可视化、智能化、远程化”的三维机房可视化运维管理系统，为机房高效的管理和安全运营提供有力的保证。 三维机房可视化运维管理系统对机房实现远程集中监控管理，实时动态呈现设备告警信息及设备参数，快速定位出故障设备，使维护和管理从人工被动看守的方式向计算机集中控制和管理的模式转变。突破性的三维仿真技术是智能可视化数据中心建设的一个重要的组成部分，机房设备具有数量大、种类多、价值高、使用周期长、使用地点分散、缺少实时性管理、管理难度大等特点。全三维可视化监控平台，形象化的虚拟场景和真实数据相结合，增强机房设备、设施数据的直观可视性、提高其利用率。 系统特点 三维虚拟可视化平台 在现有资源管理系统数据库的基础上，以三维虚拟现实的形式展现数据中心的运行情况。实现可视化管理和服务器设备物理位置的精确定位。三维虚拟现实方式对机房楼层、设备区、设备安装部署情况及动力环境等附属设施的直观展示，实时展现监控和报警数据。可实现360度视角调整。 IT资产可视化管理 在三维环境中通过鼠标点击实现楼层、机房、机房子区域、机柜、设备的分级直接浏览。实现机房可用性动态统计，包括空间可用性、用电量分布、温湿度分布情况和机房承重分布情况统计。当上架设备物理位置发生变化时，设备位置根据数据库变化自动变更。用户也可通过维护工具自行调整。 机房环境监控可视化管理 在三维环境中以虚拟现实的方式来展示传统环境监控系统，给管理员一个更加贴近现实场景的操作环境，进一步提升了操作体验。极大的提高的机房监控管理的人性化、真实化。
机房数据中心三维可视化系统 系统简介 随着社会信息化程度的不断提高，机房计算机系统的数量与俱增，其环境设备也日益增多，机房环境设备（如供配电系统、UPS电源、空调、消防系统、保安系统等）必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。因此，对机房动力设备及环境实施管理就显得尤为重要。为满足工作需要，提高机房维护和管理的安全性，北京金视和科技股份有限公司建立一套“可视化、智能化、远程化”的机房数据中心三维可视化系统，为机房高效的管理和安全运营提供有力的保证。 机房数据中心三维可视化系统对机房实现远程集中监控管理，实时动态呈现设备告警信息及设备参数，快速定位出故障设备，使维护和管理从人工被动看守的方式向计算机集中控制和管理的模式转变。突破性的三维仿真技术是智能可视化数据中心建设的一个重要的组成部分，机房设备具有数量大、种类多、价值高、使用周期长、使用地点分散、缺少实时性管理、管理难度大等特点。全三维可视化监控平台，形象化的虚拟场景和真实数据相结合，增强机房设备、设施数据的直观可视性、提高其利用率。 系统特点 三维虚拟可视化平台 在现有资源管理系统数据库的基础上，以三维虚拟现实的形式展现数据中心的运行情况。实现可视化管理和服务器设备物理位置的精确定位。三维虚拟现实方式对机房楼层、设备区、设备安装部署情况及动力环境等附属设施的直观展示，实时展现监控和报警数据。可实现360度视角调整。 IT资产可视化管理 在三维环境中通过鼠标点击实现楼层、机房、机房子区域、机柜、设备的分级直接浏览。实现机房可用性动态统计，包括空间可用性、用电量分布、温湿度分布情况和机房承重分布情况统计。当上架设备物理位置发生变化时，设备位置根据数据库变化自动变更。用户也可通过维护工具自行调整。 机房环境监控可视化管理 在三维环境中以虚拟现实的方式来展示传统环境监控系统，给管理员一个更加贴近现实场景的操作环境，进一步提升了操作体验。极大的提高的机房监控管理的人性化、真实化。
1早期三维可视化方式及存在问题 早期的三维可视化主要是将原始设计文件通过CAD/CAM软件来进行读取，但是企业中所使用的软件又各不相同，各CAD/CAM软件基于历史原因及不同的开发目的，内部数据记录方式和处理方式不尽相同，开发软件的语言也不完全一致，导致原始设计文件在不同的CAD/CAM软件中不能被交换与共享。 图一 为了改善此问题，国际上出现了一批具有代表性的数据交换标准格式，如的美国的IGES，ISO的STEP，德国的VDAIS、VDAFS，法国的SET等等。产品设计图档能够在不同CAD/CAM软件中进行浏览（见图一）。 针对IGES和STEP格式，德国Pro STEP做了一个关于曲面模型转换的对比测试可以很直观的反应目前两种格式所存在的问题。其中有六个CAD软件系统参加了测试，测试结果如下： ● 99.8%的曲面模型可以成功地采用STEP进行转换 ● 92.6%可以成功地采用IGES进行转换
图二 此项对比测试可以更明显的看到，两种格式虽然对于三维可视化起到一定的辅助作用，但无论STEP和IGES格式中任意一个都无法准确的完成曲面模型的数据转换。 另外两种格式的文件大小显得较为臃肿，并且需要大型的CAD/CAM软件系统的读取支持等，不利于进行传播交流。这些不利因素使得我们对改变传统的三维可视化方案需求迫切。 随着技术的不断进步，信息化厂商纷纷推出各种新的三维数据交流及可视化方案，目的是在保留基本三维模型信息的基础上，实现文件轻量化以及与三维软件无关联性,来满足企业需求。 2 众厂商积极推出轻量级三维可视化解决方案 2.1主流推行轻量化格式软件厂商一览 各厂商都推出了能够进行三维可视化的轻量级CAD数据格式，具有典型代表性的见表一。目前几乎所有的基于产品生命周期管理的软件厂商都有自己的三维
地质勘查三维可视化系统 项目名称： 项目推荐单位： 编写时间：
文字目录 一、项目名称 (2) 二、项目工作范围 (2) 三、地质背景及推荐依据 (2) 四、地质研究现状及发展趋势 (3) 五、目标任务及实现的可行性论述 (6) 六、技术路线、技术方法、工作标准和具体实施方案 (8) 七、主要实物工作量与解决的技术问题 (11) 八、预期成果及预期社会经济效益 (11) 九、经费预算及依据 (12) 十、其它 (14) 附件目录 1、************* 2、**********证书
一、项目名称 地质勘查三维可视化管理系统开发 二、项目工作范围 （一）项目起止时间 201*年4月至201*年10月 （二）工作范围 *****省 三、地质背景及推荐依据 （一）地质背景 长久以来，野外地质勘查工作条件艰苦，施工环境复杂，危险指数高，存在以下问题： 首先，我省山区分布广泛，特殊的地貌条件使得野外勘探路线的选取较为困难，尤其在一些地质人员不熟悉的地方，依靠传统的地图往往不能准确做出野外施工规划及管理，因此需要一个基于GIS的可视化系统来引导工作人员对野外地质地貌现状做出判断，以帮助工作人员进行勘探路线的规划选取以及大型机械的运输和安置等工作。 其次，野外地质勘查选址是一个较为复杂的问题，目前的方法主要依靠专家对于地层信息的判断，这种方法对地质人员的经验要求较高，判断的准确度和精度有时和实际情况差别较大，因此，自动化判
断、系统化运行的选址解决方案越来越成为地质勘查行业的主流。 最后，勘查进度管理也需要实现信息化，勘查工作周期长，施工条件复杂，管理人员如果没有一个系统的、数据库式的参考模式，往往会造成管理力度不到位，因此需要对勘查周期、完成程度、下一步计划等等内容进行数据库式的管理，对所有的勘查项目进行信息化梳理，实现工程查询、规划、设备安排等一系列工作有序进行。 （二）推荐依据 目前随着计算机技术、软件技术、信息技术和网络技术的飞跃发展，以及在地质勘查领域的深入应用，用户对于地质勘查信息化建设成果的需求与期待越来越迫切，如何利用上述技术解决地质勘查信息化建设过程中遇到的难题，如何利用信息系统对传统的地质勘查工作主流程进行充分改造，实现全程计算机辅助化，数据在各个工序之间流畅运转，充分共享，成为地勘行业研究与实践的重要课题。从野外数据采集到室内数据管理、综合整理、编图、解释与评价，再到地勘现场的施工管理、工作环境的三维可视化显示，都需要建立一整套实用的地勘业务系统来解决。 四、地质研究现状及发展趋势 1．国内外技术发展趋势与现状、专利等知识产权及相关技术标准情况分析 目前，国内学者基于现有地质数据采集、处理的成果，结合大型三维地理信息平台，从三维地质数据结构、三维地质钻孔数据展示、三维地质自动建模、三维地质信息可视化系统的功能设计等方面对三
1.三维可视化的目标与主要研究内容 可视化（Visualization）技术是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。在之前的十几年中，计算机图形学得到了长足的发展，使得三维建模技术逐步完善，通过计算机仿真能够再现三维世界中的物体，并且能够用三维形体来表示复杂的信息；同时，最近几年来并行计算技术与图形加速硬件的快速崛起，使得可视化技术也得到了质的飞跃。 一般讲的可视化，包括科学计算可视化和信息可视化。前者大量运用在医学、地理、物理等领域（空间数据），比如虚拟样机系统对数字样机部件运行时的实时演示图像生成，就可以归为科学计算可视化的一种；后者则主要是信息系统、商业金融、网络等领域（非空间数据，或者多维数据）。在我们的基于超算的三维可视化子系统中，所涉及的基本为科学计算可视化的范畴。 在我们基于超算的数字样机应用中，实际的物理模型是由样机来产生激光，并使激光在一个具有各种物理参数的场中的特定位置处聚焦。因此，可视化模块就能将样机的虚拟模型、靶场物理属性的动态变化、激光打靶的动态仿真数据以即时动画的方式显示，使用户能够实时地观测到样机产生激光时的温度、动能的变化情况，也能即时看到激光在靶场中的射击效果以便调整激光喷射头的位置和角度。此外，激光对环境介质的影响以及激光的的一些破坏性效果，也能通过精良的可视化技术来渲染这些基于物理及仿真数据的模型，使用户看到具有相当真实感的激光物理效果。 2.三维可视化技术相关领域国内外技术现状、发展趋势及国 内现有工作基础
1.1三维可视化仿真系统 当前地理信息系统技术仍以二维信息为主，比较而言，三维地理信息系统技术可以使信息的表现更真实、丰富、具体，而下一代GIS技术的一个主要特点也是支持“数字地球”或“数字城市”概念的实现，从二维向三维发展，从静态数据处理向动态发展，具有时序数据处理能力，因此三维地理信息系统技术与无线通信技术的结合将是未来地理信息技术发展的必然趋势，也将成为未来数字城市建设技术的必然选择。 三维GIS是模拟、表示、管理、分析客观世界中的三维空间实体及其相关信息的计算机系统，能为管理和决策提供更加直接和真实的目标和研究对象。三维GIS是二维GIS技术的延伸和扩展。 基于三维地理信息系统技术，能够实现城市地质灾害相关数据的的数字化、网络化及动态可视化，同时也可作为一个供地质灾害管理预测分析辅助的强大应用平台。 1.1.1电子沙盘框架建设 电子沙盘框架建设基于国际先进的SkyLine三维展示平台，利用DEM与DOM建立大场景的三维模型，实现整个地图大场景的描述，同时集成地质灾害相关信息，实现大场景的立体信息集成和展示，为使用者提供更为丰富的综合信息。 Skyline是一个领先的三维地理信息系统平台，用一个强大的界面，可以把不同的地理数据联系起来，并且可以把它们快速的分发到各个用户。沙盘框架逻辑如下：
1.1.1.1 架构模式 三维可视化仿真系统采用当今社会最流行也最实用的B\S架构，此架构降低了最终用户的维护和升级成本。 服务器端的配置：TerraExplorer Pro + TerraGate + internet License。 客户端的配置：TerraExplorer Viewer + IE6.0或以上。 开发环境：开发工具(Microsoft Visual Studio .NET 2003/2005 C#) + 客户端脚本语言（javascript/jscript）+ 编辑工具(UltraEdit/Editplus)。 Skyline软件体系结构如下图所示： 图错误！文档中没有指定样式的文字。-1 Skyline软件体系结构图总的架构来分，Skyline分为三个模块。 数据合成模块TerraBuilder家族,它分为三个级别:单机版（TerraBuilder）、企业版（TerraBuilder Enterprise）、直连（DirectConnect）。他们三个之间的区别
三维可视化数据中心内管理系统解决方案
伴随着数据中心的经营规模日益突出，大家急待提升其管理效益，而三维可视化，就是能为数据中心带来全新管理方式的一个关键工具。三维可视化将三维仿真建模与数据可视化技术充分融合，在3D情景中展现各类方式的可视化数据，协助客户一目了然地掌握业务趋势，获取数据使用价值，完成高效率管理方法与经营。 TWaver数据中心三维可视化管理系统软件做为数据中心行业的完善可视化产品，技术上而言，根据WebGL和html5开发设计的技术特性授予了其较低的应用门坎和高度的兼容模式，自主研发的3D引擎也得以支撑精致的3D实体模型，而预定义的模型库和数据端口则适用深层订制开发设计。而从作用上说，软件可完成数据中心内全部机器设备目标的三维仿真，以完全3D方式搭建全部数据中心环境，并将数据中心内的监管子系统列入到可视化机房管理服务平台中，实时剖析查询监管信息内容。 现阶段，软件早已完成了数据中心资产、容积、动环、智能安防、管道及其布线等阶段的可视化作用，成为很多数据中心管理必不可少的关键工具。 1.数据中心产业园区环境可视化 以三维虚拟仿真技术搭建数据中心所属产业园区的自然环境，包含产业园区中的工程建
筑房屋、园林景观及设备，以形象化的方法管理、展现数据中心产业园区，完成数据中心的虚拟仿真。 可以详细展现数据中心产业园区的外貌，包含土石、园林景观、河道、路面，构建与真正产业园区一致的虚拟环境。 此外，适用对产业园区内的各类IOT机器设备，如智能灯杆、智能垃圾桶、道闸机等完成实时的监管，实现高效、方便快捷的集中型管理，减少经营成本。 针对工程建筑房屋，可视化系统软件能够以三维仿真的全新升级展现方式，详细展现数据中心工程建筑的外形，依据房屋建筑的真正外形进行三维模型，展现工程建筑的基础规格型号信息内容。完成主机房所属楼房的三维仿真，三维模型的结果与真正自然环境一致，包含构造、规格，及其內部的室内装修风格等。
数字岩心三维可视化技术研究发展与应用 摘要：近年来，随着石油生产对数字仿真技术需求的不断增长，数字核三维可 视化技术不断拓展，为推动数字核模型的模拟和再现提供了重要的技术支持[1]。 众所周知，岩石的微观结构和孔隙分布决定了油水的分布，岩石中的油气也将是 影响油气产量的主要原因。传统的岩心分析主要基于二维图像分析或使用：构建 虚拟数字的数值重建方法。X射线立体成像法是确定数字核的最精确方法。该方 法利用显微成像设备以纳米级分辨率扫描，直接确定其数字模型，使模型重建简单，精度显著提高，研究了二维岩心图像的三维重建与可视化，建立了用于分析 的数字可视化系统，计算机图形学和数字成像技术使本文对数字中心可视化系统 进行了深入的研究。通过文献阅读和研究，了解了国内外数字核心和数字核心三 维重建的研究现状[2]。在了解数字中央可视化系统功能要求的基础上，确定数字 核心可视化系统的总体设计框架。根据总体设计框架，对各个模块进行了检查和 开发，并对岩心图像分割、岩心图像分割和三维重建进行了研究基于在几何平面 三维模型和三维几何实体模型重建方面，并对三维可视化技术在核数字化领域的 应用进行了研究，以期为数字智能油田的建设做出贡献。 关键词：数字岩心；岩心分析；数字化油田三维模型 随着石油工业数字化和智能化技术的发展，岩心数字化技术已广泛应用于储油评价和油 田开发产能分析[3]。岩心数字核心的基本支撑之一在3D可视化技术中起着重要作用，中心 三维模型设计，模型仿真，骨架可视化分析和流动模拟。掌握一套标准的三维数字可视化技 术和流程具有重要的科学意义，因此，基于三维可视化技术在数字核心中的发展和应用，从 微观模型的角度分析了数字核心可视化的研究，对油田的勘探开发起着重要作用。 1.研究背景 地下水、石油、天然气等液体资源储存在山体的多孔基底中，因此山体的微观结构及其 固体和孔隙分布成为控制地下水、石油、天然气等液体资源渗漏的主要因素。岩石其特征取 决于孔隙的微观结构，为此，要想显著提高原油采收率，不仅要坚持岩石的宏观分析水平， 而且要深入山区的多孔介质，在微观结构的基础上进行研究开发岩石。数字三维技术基于石 油地质的分析是将实际岩心结构转换成三维数字图像，即将实际岩心样品转换成中心数字样品，然后利用计算机技术，如数值模拟、虚拟实验和物理参数计算等对数字岩心样品进行处理，然后加工岩心结果分析应用于油田分析和资源化评价，为油田勘探开发提供了第一手资料，在油田勘探开发中发挥了重要作用。 1.1.数字岩心三维可视化技术的现状 数字岩心三维可视化技术的发展主要受计算机技术和图像分析技术的影响，目前基于计 算机硬件技术的数字核三维可视化技术可以分为两种实现方式方向。一以计算机语言为基础；结合图形功能库，开发自我编程技术，实现以下三维可视化：模型研究。其他的可以通过三 维建模或重建程序可视化。随着数字核技术和计算机技术的发展，有许多语言可以支持软件 开发，包括VC++、VB、C、Java等常用语言，支持的图形库主要使用OpenGL、DirectX等常 用图形文本；数字岩心三维可视化软件主要包括avizo成像和Fei模型软件；深圳能源科技有 限公司的pergeos热物理和DNA viz数字核心程序软件[4]，为数字图像的三维可视化提供了 良好的技术支持。通过自编程来实现数字岩心三维可视化；或者通过现有的软件来实现岩心