将实体转换为体素表示

在基于体素的矿山复合场构模过程中，首先按照体素方式对三维仿真对象进行分割，完成对象的体素化，对象体素化的过程包括仿真对象的确定、空间范围的界定、坐标系的建立和对象体元的填充等4步。

1.仿真对象的确定

通过系统分析，确定矿山复合场仿真对象的具体内容，如地表地形T、巷道R、矿体O、断层F等，同时可知各仿真对象的个数Ni和仿真对象总数M=∑Ni，其中i表示仿真对象种类，i属于{T，R，O，F，…}。

2.空间范围的界定

以矿山复合场中各仿真对象及其三维轮廓为基础，分别利用一个最小的凸多面体Ci包围每个对象，其中i=1，2，3，…，M，如图3.5（a）所示。

通过比较与计算各凸多面体的各点坐标，确定各多面体的空间位置关系（相交、包含、相邻和相离），据此设定一个包含各凸多面体的最小凸多面体C，C的空间位置及范围即为矿山复合场仿真对象的空间范围，如图3.5（b）所示，在此凸多面体采用长方体C进行空间范围的界定，如图3.6所示。

3.坐标系的建立

在空间范围界定后，以C的三维空间中心为原点，以北向作为x轴正方向，以东向作为y轴正方向，以垂直于海平面方向向上为z轴正方向，建立直角坐标系，最小单位长度为m，如图3.7所示。

(www.xing528.com)

图3.5　建立凸多面体包围盒

图3.6　通过包围盒界定空间仿真范围

图3.7　空间坐标系建立

图3.8　空间体素填充

4.对象体素的填充

对于体素的表达方式可以有很多种，如长方体、正方体、三棱柱等，在此采用1m×1m×1m的正方体作为体元的表达方式，对矿山复合场的各对象按z轴负向、x轴正向和y轴正向顺序进行三维填充，从而完成仿真对象的体素化，如图3.8所示；同时，结合对象仿真类型设定各体素的几何属性、分布属性、矢量属性和状态等特征。