一、 3DGIS的基本功能

        基于3DGIS的综合集成与管控系统具备三维地理信息系统的基本功能，具体功能如下：

        （1）实现基于三维地形场景的交互式鸟瞰、飞行等任意角度和方位旋转显示、无级缩放、快速无缝浏览。

        （2）矢量GIS数据：道路、房屋等数据的导入、叠置，实现以地名的快速查询、定位。

        （3）空间量测和查询功能：实现对面积、距离、高度等的量测。

        （4）三维建筑建模：建立普通建筑物SHP数据导入粗建模和重要建筑物对象的三维精建模；并按不同层次或其它属性区分表示。

        （5）能够应用GIS技术标注井上、井下各区域设备位置，能够通过标注的设备位置点击该位置上设备动态显示其相关参数及系统运行状况。

图1  三维场景飞行

二、基于3DGIS的综合集成与管控

1、三维虚拟环境功能

        （1）通过建模软件及3D成像技术，将井上井下场景进行全三维仿真，并可通过键盘，鼠标等输入设备，实现仿真场景中进行漫游，观察生产状况等功能。

        （2）通过一定规则，导入地测数据和实景贴图，生成完全拟真的三维模型。可真实还原地面和井下真实生产场景。并可以通过特别的视觉显示方式，对照展现井上井下的三维场景。

        （3）可以快速方便地切换到关键区域（如井下变电所，工作面，水泵房等）。而且可以自行定义监测摄像机的角度和位置，快速切换。

        （4）可以通过三维小地图定位目前摄像机所在位置，同时可以通过小地图进行快速区域定位。

        （5）可提供行走和飞行两种浏览模式。

图2 基于采掘工程平面图的巷道、工作面与采空区

图3 中央水泵房

2、生产自动化系统集成

        （1）能够实现生产自动化子系统监测UI图源、界面开发、滚动字幕开发、子系统切换、设备模型与UI界面连接、自动化数据接入与整理。

        （2）能够显示各生产相关各子系统的运行工况，以及设备的实时运动状态，并实时准确的显示设备状态信息。可以根据现场的数据实时更新设备的运动形态（如皮带的开停，喷头的水雾效果，锅炉房的水位等）。

图4 自动化子系统——皮带的开停

图5 自动化子系统——中央水泵房监控

图6 自动化子系统——皮带监控

3、安全监测监控系统集成

        （1）能够监测UI图源、界面开发、瓦斯异常着色、异常报警与预警。

        （2）可将从工业环网和信息化数据库中读取的数据转化成图形数据，并将环境参数可视化，以立体效果展现检测对象（如气体、温度、风速等）的分布情况。

        （3）可用不同的色带来表现气体浓度，当安全数据超过安全量时，进行声光报警，并且马上定位出事故点。

图7 安全监测监控子系统——异常着色、报警与导航

4、人员定位管理系统集成

        （1）能够通过煤矿三维的形式跟踪井下巷道中的一个或多个人员移动目标，将这个（些）目标的移动信息实时的显示在三维场景中，并且记录这个（些）目标的移动时间轨迹等信息，用于目标信息的查询。

        （2）提供禁区配置功能及遇险人员查询功能。对于进入禁区的人员，进行报警。并且详细记录时间。

        （3）通过人员管理面板，对登记过的矿下所有人的信息进行浏览与搜索功能。可以通过人员的视觉呈现特征区别人员的身份。

图8 人员定位子系统——路线轨迹

5、设备监控管理集成应用

        （1）在三维虚拟环境中对设备的使用、维护等过程进行统一的标准化跟踪控制。

        （2）系统通过表格和地图两种方式实现设备的快速定位和设备状态的实时显示。

        （3）在三维场景中动态的显示出设备的开停状态，并支持设备监测的历史数据查询功能，能够进行生产设备开机率的统计分析。

        （4）大型设备管理UI图源、界面开发、大型设备模型制作、设备地图绘制、大型设备数据绑定、大型设备状态提醒、大型设备定位、大型设备信息。

图9 基于3DGIS的设备管理集成及其信息查询

6、视频监控集成应用

        基于三维采掘工程图集成实现视频传感器的位置管理与视频信息展现，并且快速找到视频传感器的位置信息。

        （1）视频服务器的自由配置，可实现多IP、多路信息的视频监控配置管理。

        （2）基于地理位置信息快速定位视频监控传感器，并获得相关实时视频监控信息，可实现历史回放等。

        （3）实现视频监控的集成与控制，可实现多视频服务器、多路信号的视频集成与切换，实现云台控制等。

图10 基于3DGIS的视频监控集成显示

7、风流模拟与避灾演练

        （1）可以实现矿井通风系统的风流模拟。

        （2）实现水灾、火灾与气灾线路显示与相关事故的模拟演练。

图11 水灾路线及其模拟演练

8、综合信息查询

        可实现矿井工业广场平面图、储量计算图、采掘工程平面图、煤岩层对比图、钻孔信息等基础资料查询。

图12 二维查询

图13 采掘工程平面图

9、基于3DGIS的联动报警

        一旦出现安全监控报警，即可实时获取区域人员定位信息、监测监控分站信息、视频监控信息、应急救援预案等，基于三维图形可以在调度大屏上实时显示相关动态信息，实现联动报警应用。

图14 联动报警