TIN快速求交算法在露天煤矿的应用

"这篇论文研究了TIN(三维不规则三角网)的快速求交算法及其在露天煤矿采剥计划中的应用。论文提出了一种基于空间索引和碰撞检测技术的算法，旨在提高TIN模型的交线计算效率。算法通过TIN空间格网索引限制相交测试范围，使用AABB包围盒进行碰撞检测以排除非相交三角形对，同时采用边-面和改进的边-边求交方法处理异面和共面三角形的交线，最后利用交线段的空间邻接关系实现交线的快速分离。实验结果显示，该算法在时间效率上优于基于OBBTree的TIN求交算法，并已在实际的露天煤矿采剥计划CAD软件中得到应用，提升了设计精度和可靠性。" 这篇论文详细探讨了在煤矿床地表与地质层面建模中，TIN的重要性和交线计算的关键性。交线是层面模型交叉部分的关键特征，对于模型构建和后续分析至关重要。为了满足露天煤矿采剥计划编制的需求，研究者提出了一种创新的TIN快速求交算法。该算法首先通过建立TIN的空间格网索引，有效减少了需要进行相交测试的三角形对数量，显著降低了计算复杂度。接着，算法利用AABB包围盒碰撞检测技术，可以迅速识别出不相交的三角形对，进一步优化了计算过程。 在具体求交过程中，论文采用了两种策略：对于异面三角形，使用边-面求交算法；而对于共面三角形，则应用改进的边-边求交算法。这两种策略结合，能够准确地计算出交线。最后，通过分析交线段之间的空间邻接关系，算法能快速分离出独立的交线段，增强了结果的可读性和处理效率。 实验比较了新算法与基于OBBTree的TIN求交算法，证明了新算法在整体时间效率上的优势。此外，该算法已成功应用于露天煤矿的采剥计划CAD软件中，包括计划线生成、运输道路设计、等值线追踪和切割剖面等实际设计任务，有效提高了三维环境下采剥计划设计的精确度和可靠性。 关键词涵盖的领域包括TIN的几何计算、快速求交算法、空间索引技术、碰撞检测方法（如AABB包围盒）、OBBTree（轴对齐边界框树）以及露天煤矿的采剥计划。这篇研究对提升矿业工程领域的数字化建模和计算效率有着重要贡献。