Отображение высотных отметок рельефа горной разработки
Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат – обеспечение улучшенной визуализации высотных отметок рельефа горной разработки. Способ отображения высотных отметок на изображении, соответствующем исследуемому участку, характеризуется тем, что исследуемый участок − часть горной разработки; причем изображение отображает рельеф высотных отметок и часть значений высотных отметок цветовой шкалой, которая определяется спектром тонов для диапазона высот; при этом определяют первый набор данных, включающий значения высотных отметок, соответствующих зарегистрированным и справочным данным, для каждого установленного значения определяют цвет для отображения значения высотной отметки на цветовой шкале; и создают первое изображение, представляющее 3D отображение рельефа высотных отметок; генерируют модельные данные на основе набора данных, определяющих 3D модель, для отображения на первом изображении 3D вида модели, представляющей отклонение между картой высотных отметок и справочным рельефом, отображая карту высотных отметок, наложенную на справочный рельеф, при этом изменяя цвета, соответствующие справочному рельефу, при этом карта высотных отметок видима сквозь справочный рельеф высотных отметок. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способам и системам отображения высотных отметок рельефа горной разработки.
Предпосылки создания изобретения
В горнодобывающей промышленности, компаниям–операторам горных разработок необходимо готовить инфраструктуру для подъезда транспортных средств и перемещения горного оборудования, а также для транспортировки руды и других материалов. Данная инфраструктура включает в себя дороги, подъезды для сверления шпуров, а также другие объекты, возникающие за счет изменения рельефа горной разработки. Создание данной инфраструктуры включает: проектирование предполагаемого рельефа горной разработки; изменение рельефа горной разработки, путем срезания части рельефа, который выше предполагаемой высотной отметки (выше нулевой отметки), а также путем отсыпки участков горной разработки, которые ниже предполагаемой высотной отметки (ниже нулевой отметки), для соответствия техническим условиям строительства объекта. Тем не менее, довольно затруднительно оценивать ход выполнения работ, а именно – что было сделано или что следует сделать для выполнения этой задачи, поскольку высотные отметки, связанные с горной разработкой, трудно отслеживать. Соответственно, существует потребность в новом способе и/или системе отображения высот, связанных с горной разработкой.
Для специалиста в данной области техники, ссылка на любой предшествующий уровень техники в описании не является подтверждением или предположением, что данный известный уровень техники является составной частью общеизвестных сведений в какой-либо юрисдикции, или что данный известный уровень техники следует понимать и рассматривать как относящийся к другим видам предшествующего уровня техники.
Краткое изложение существа изобретения
В одном варианте осуществления настоящего изобретения рассматривается способ отображения высотных отметок на изображении, соответствующих исследуемому участку, представляющему собой, по меньшей мере, часть горной разработки. Способ включает определение, посредством выбора, первого набора данных, который включает в себя несколько значений высотных отметок, определяющих рельеф первого исследуемого участка. Способ дополнительно включает определение для каждого значения, по меньшей мере, из части значений высотных отметок, первого набора данных соответствующего цвета для отображения значения высотной отметки в соответствии с цветовой шкалой. Шкала охватывает определенный диапазон высот. Каждый цвет в шкале характеризуется тоном и, по меньшей мере, одним параметром влияния, по меньшей мере, яркостью или темнотой цвета. Цветовая шкала характеризуется спектром тонов для определенного диапазона высот. Способ также включает создание первого изображения, представляющего, по меньшей мере, 3-х мерную проекцию на плоскость рельефа первого исследуемого участка, представляющего, по меньшей мере, часть значений высотных отметок первого набора данных в соответствующих определенных цветах.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения рассматривается вычислительная система, отображающая высотные отметки на изображении, соответствующие исследуемому участку, представляющему собой, по меньшей мере, часть горной разработки. Вычислительная система включает: дисплей, системную память для хранения исполняемых компьютером команд и систему обработки. Система обработки способна считывать исполняемые команды компьютера из системной памяти. При выполнении исполняемых команд компьютера система обработки способна определять, посредством выбора, первый набор данных, который включает в себя несколько значений высотных отметок, определяющих рельеф первого исследуемого участка. Система обработки способна дополнительно определять для каждого значения, по меньшей мере, из части значений высотных отметок в первом наборе данных, соответствующие цвета для отображения значения высотной отметки в соответствии с цветовой шкалой. Шкала охватывает определенный диапазон высот. Каждый цвет в шкале характеризуется тоном и, по меньшей мере, одним параметром влияния, по меньшей мере, яркостью или темнотой цвета. Цветовая шкала характеризуется спектром тонов для определенного диапазона высот. Изменения, по меньшей мере, одного параметра периодически делают цвет ярче или темнее для определенного диапазона высот. Система обработки также способна создавать на дисплее первое изображение, представляющее, по меньшей мере, 3-х мерную проекцию на плоскость рельефа первого исследуемого участка, представляющего, по меньшей мере, часть значений высотных отметок первого набора данных в соответствующих определенных цветах.
В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения рассматривается другой способ для отображения высотных отметок на изображении, соответствующих исследуемому участку, представляющему собой, по меньшей мере, часть горной разработки. Способ включает определение набора данных, который включает в себя несколько значений высотных отметок, определяющих рельеф исследуемого участка. Способ дополнительно включает определение для каждого значения, по меньшей мере, из части набора данных значений высотных отметок, соответствующего цвета для отображения значения высотной отметки в соответствии с цветовой шкалой. Шкала охватывает определенный диапазон высот. Каждый цвет в шкале характеризуется тоном и, по меньшей мере, одним параметром влияния, по меньшей мере, яркостью или темнотой цвета. Цветовая шкала характеризуется спектром оттенков для определенного диапазона отметок. Изменения, по меньшей мере, одного параметра периодически делают цвет ярче или темнее для определенного диапазона отметок. Способ также включает создание изображения, представляющего, по меньшей мере, 3-х мерную проекцию на плоскость рельефа исследуемого участка, представляющего, по меньшей мере, часть набора данных значений высотных отметок в соответствующих определенных цветах. Определенный набор данных включает значения высотных отметок, соответствующих зарегистрированным данным и справочным данным. Зарегистрированные данные представляют собой карту высотных отметок поверхности горной разработки исследуемого участка, карту высотных отметок, основанную на данных измерений поверхности. Справочные данные представляют собой справочные значения высот рельефа исследуемого участка. Способ дополнительно включает в себя модель генерирования данных, на основе определенного набора данных. Модель генерирования данных, представляет собой 3-мерную модель на изображении; 3-х мерную модель, отображающую отклонения между картой высотных отметок и справочными значениями высот рельефа, путем отображения карты высотных отметок, наложенной на справочные значения высот рельефа. Карта высотных отметок и справочные значения высот рельефа выводятся на дисплей с разными соответствующими структурами поверхности.
Варианты осуществления настоящего изобретения могут включать в себя любую комбинацию признаков, описанных здесь. Например, признаки, перечисленные в зависимых пунктах формулы изобретения, могут быть объединены любым способом и включены в независимые пункты формулы изобретения.
В данном описании, использование терминов "содержит" или "содержащий" или их грамматические варианты, указывает на наличие установленных признаков, целых чисел, стадий или компонентов, если в контексте не подразумевается иное.
Дополнительные варианты осуществления настоящего изобретения и дополнительные варианты осуществления, описанные в предыдущих параграфах, станут очевидными из последующего описания, приведенного в качестве примера и со ссылками на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена блок-схема последовательности операций, реализуемого компьютером способа отображения высотных отметок и/или хода выполнения работ на исследуемом участке горной разработки, в соответствии с настоящим описанием.
На фиг. 2 представлена концептуальная схема системы для осуществления реализуемого компьютером способа, изображенного на фиг. 1.
На фиг. 3 представлен пользовательский интерфейс для программного обеспечения; пользовательский интерфейс, отображающий пространственный вид горной разработки и исследуемого участка горной разработки, для которого было разработано описание рельефа местности.
На фиг. 4 представлен пользовательский интерфейс, отображающий 2-мерный пространственный вид исследуемого участка, изображенного на фиг. 3.
На фиг. 5 представлен вариант осуществления цветовой шкалы в соответствии с настоящим описанием.
На фиг. 6 представлен другой вариант осуществления цветовой шкалы в графическом формате, в соответствии с настоящим описанием.
На фиг. 7 представлено изображение, в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания, отображающее 3-мерный вид исследуемого участка с отклонениями между картой высотных отметок горной разработки и справочными значениями высот рельефа.
На фиг. 8 представлено изображение, отображающее другой 3-мерный вид исследуемого участка с отклонениями, в котором высотные отметки в пределах исследуемого участка окрашены в соответствии с цветовой шкалой, согласно настоящему описанию.
На фиг. 9 представлен 3-мерный вид исследуемого участка со справочными значениями высот рельефа, изображенного на фиг. 8.
На фиг. 10 представлено изображение, отображающее 3-х мерный вид, аналогичный виду на фиг. 8, но для исследуемого участка с другими высотными отметками и другой крутизной уклона, чем на фиг. 8.
На фиг. 11 представлено изображение, отображающее 3-х мерный вид, аналогичный виду на фиг. 9 и 10, но для исследуемого участка с диапазоном высот, охватывающих большую часть высот в цветовой шкале.
Подробное описание вариантов осуществления
На фиг. 1 представлена примерная последовательность операций 10, реализуемого компьютером способа отображения высотных отметок и хода выполнения работ на исследуемом участке горной разработки. Последовательность операций 10 создает 3-мерную модель (3D) для сравнения различий между входными данными двух моделей рельефа для исследуемого участка.
Первая из моделей рельефа представляет собой карту высотных отметок поверхности горной разработки. Карта высотных отметок содержит зарегистрированные данные, основанные на результатах измерений поверхности. Поэтому карта высотных отметок представляет собой фактический рельеф горной разработки. Зарегистрированные данные включают значения высотных отметок, каждая из которых определяют высоту для соответствующей позиции на сетке координат. Координаты позиции, например, представляют собой координаты широты и долготы, или расстояния от точки отсчета на восток/запад и север/юг. Высоты, определяемые значениями высотных отметок, рассчитываются относительно абсолютной высотной отметки, например среднего уровня моря. В других вариантах осуществления, высоты определяются относительно конкретной горной разработки. Карта высотных отметок, таким образом, представляется в виде цифровой модели рельефа горной разработки, которая включает в себя, по меньшей мере, исследуемый участок, связанный с рабочим заданием.
Вторая модель рельефа представляет собой справочные значения высот рельефа, по меньшей мере, исследуемого участка, с которыми сравнивается первая карта высотных отметок. В одном варианте осуществления справочные значения высот рельефа представляют собой проектные значения высот рельефа исследуемого участка. Такие проектные значения высот рельефа создаются системой автоматизированного проектирования (САПР). В альтернативном варианте осуществления, однако, справочные значения высот рельефа могут представлять собой вторую карту высотных отметок, по меньшей мере, исследуемого участка. Вторая карта высотных отметок может основываться на измерениях рельефа района, предпринятых через какое-то время, отличное от времени создания первой карты высотных отметок.
На первом этапе 12 последовательности операций 10 определяется набор данных, включающий два набора выходных данных моделей рельефа. В целях упрощения, две данные модели рельефа далее приводятся в пример, как первая карта высотных отметок на основе измерений и как карта справочных значений высот рельефа, определяемых проектными данными, как описано выше. Карта справочных значений высот рельефа может, например, представлять собой проектную модель рельефа дороги для драглайна.
Карта высотных отметок обычно записывается в растровом формате с прямоугольной сеткой значений матрицы и квадратом координатной сетки, соответствующему 2-х мерному месту координаты (например, столько-то метров на север и восток по сравнению с точкой отсчета). Значение, сохраненное в каждом квадрате координатной сетки, определяет высотную отметку координаты. Значение высотной отметки может представлять собой непосредственно измеренные данные, данные интерполированные или преобразованные из других измеренных высотных отметок. Карта высотных отметок имеет точность в 10 мм. Данные для карты высотных отметок могут собираться с помощью одного или нескольких транспортных средств, которые перемещаются по поверхности горной разработки, регистрируя свои координаты местоположения и высотные отметки, полученные системой определения местоположения данных транспортных средств.
Карта справочных значений высот рельефа, как правило, хранится в виде САПР-файла, который определяет, проектные значения высот рельефа с использованием векторов. Данное векторное представление является нерегулярной триангуляционной сетью (TIN).
После определения набора данных на этапе 14 генерируется 3-мерная модель, учитывающая, по меньшей мере, разность в высотных отметках между двумя входными моделями. Модель получается, по меньшей мере, частично, путем вычитания высотных отметок одной входной модели из другой. Для подготовки данных для вычитания, справочные значения высот рельефа преобразуются в значения высотных отметок в растровом формате, позволяющие осуществлять вычитание матрицы. В процессе вычитания, каждое значение координаты в одной матрице вычитается из значения соответствующей координаты в другой матрице. Например, справочные значения высотных отметок рельефа вычитаются из значений высотных отметок зарегистрированной карты высотных отметок, которые соответствуют тем же координатам.
В результате вычитания получается набор 3-х мерных пространственных данных в виде растровой матрицы, которая может представлять собой 3-х мерную модель или часть модели. Вычисленная растровая матрица представляет собой 2-х мерную матрицу или сетку координат, покрывающих исследуемый участок, причем каждая координата имеет соответствующее третье значение размера, представляющее собой высоту или разность в высотных отметках между двумя входными моделями. Поскольку справочные значения высотных отметок рельефа вычитались из карты высотных отметок, то положительные значения, полученной на выходе растровой матрицы, показывают, что поверхность горной разработки имеет большую высоту, чем справочные значения высотных отметок рельефа, в то время как отрицательные значения указывают, что поверхность горной разработки имеет меньшую высоту, чем справочные значения высотных отметок рельефа. В одном варианте осуществления, растр, полученный на выходе, содержит данные высотных отметок с точностью до 10 мм, предусмотренной для измерений места координаты с приращением в 1 метр. Растр, полученный на выходе, также упоминается здесь как "разностный растр" или "разностный файл".
Как уже описывалось, создается 3-мерная модель, отображающая отклонение между двумя входными моделями. Созданная модель также упоминается здесь как модель визуализации. Модель визуализации представляется только разностным растром. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения модель визуализации включает в себя дополнительную растровую информацию, например опорный растр (например, опорные значения высот рельефа), так что отклонение указывается от опорной поверхности. Кроме того или вместо опорных значений высот рельефа, модель визуализации может включать в себя растр справочных значений высотных отметок рельефа. Таким образом, в дополнение к отображаемым данным, полученным из-за разницы в расчете, модель визуализации включает в себя значения высотных отметок для отображения либо карты высотных отметок, либо справочных значений высотных отметок рельефа, или смешанный рельеф, который одновременно отображает обе входные модели (или части обеих входных моделей).
Пространственных координат, создающих растр или растры, достаточно для создания 3-мерной модели визуализации, если последующая обработка способна воспроизвести 3D-изображение, основываясь только на данных пространственных координатах. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления 3-х мерная модель визуализации также включает дополнительную информацию, определяющую способ воспроизведения 3-х мерного изображения из пространственных координат.
После создания 3-мерной модели визуализации она предоставляет сотруднику возможность легко оценить места в исследуемом участке, которые, соответственно, находятся выше, ниже или на нулевой отметке, относительно справочных значений высотных отметок рельефа. Визуализация также обеспечивает визуальную индикацию объема материала горной разработки (то есть, грунта) над справочными значениями высотных отметок рельефа (более конкретно, объема выше нулевой отметки), по сравнению с объемом материала горной разработки ниже справочных значений высотных отметок рельефа (более конкретно, объема ниже нулевой отметки).
Модель визуализации передается в систему визуализации на этапе 16, чтобы создать данные изображения. На этапе 17 система визуализации принимает модель визуализации, в том числе набор данных значений высотных отметок, определенных в ней, и создает изображение модели визуализации 3D для выбранного угла обзора (выше или ниже горизонтали) и выбранной ориентации (путем изменения долготы/широты позиции обзора) по отношению к исследуемому участку. Изображение воспроизводится путем придания цвета (этап 18) соответствующим точкам на изображении, чтобы создать 3-х мерное изображение и визуально отобразить высоты, соответствующие, по меньшей мере, некоторым из значений высотных отметок. На этапе 19, данный процесс воспроизведения ведет к генерации изображения, например, битового изображения. На этапе 20, данные изображения отправляются в графические аппаратные средства для обработки и вывода на дисплей изображения. По желанию, генерированное изображение может представлять только значения высотных отметок, тем самым игнорируя разностный растр в модели визуализации. Например, изображение может дополнительно представлять только справочные значения высотных отметок рельефа. Для таких ситуаций, генерация данных модели на этапе 14 не обязательна. В этом случае, определенный набор данных, используемый для отображения высотных отметок, может быть ограничен опорным растром. В этом случае, на этапе 15, определенный набор данных может передаваться в систему визуализации без создания 3D модели, которая включает разностный растр. В других вариантах осуществления настоящего изобретения, определенный набор данных, используемый для отображения высотных отметок, может образовывать только часть модели визуализации.
На фиг. 2 показана блок-схема примерной вычислительной среды 200, которая может использоваться для реализации последовательности операций 10. Вычислительная среда включает в себя серверную систему 210, соединенную с терминалом 220 клиента через сеть 230, например, интернет. Серверная система 210 включает в себя систему обработки и системную память в виде сервера приложений 212, в котором размещены веб-приложения, доступные терминалу 220 клиента. Веб-приложение, например, представляет собой исполняемый программный компонент CAT® MinestarTM под названием "Terrain", который разработан специально для управления бурением, работой драглайна, грейдированием и погрузочными работами. Веб-приложение использует базу данных 214 приложений, которая хранит информацию для запуска программы веб-приложений. Сервер приложений включает в себя службу уровня 216 для управления файлами, используемыми геоинформационной системой (ГИС), доступ к которым осуществляется через сервер приложений 212. Общая база данных 219 доступна как для службы уровня 216 так и ГИС 218 и хранит топографические данные и проектные файлы, такие как входные данные двух моделей рельефа и любых других моделей рельефа, которые необязательно выбираются, считываются или обновляются. Таким образом, база данных 219 включает: растровый файл, определяющий фактическую карту высотных отметок горной разработки или части горной разработки; векторный файл, определяющий предполагаемый проект разработки; и архивированные карты высотных отметок, представляющие собой, измеренные в предыдущий раз карты высотных отметок горной разработки.
База данных 219 дополнительно хранит, после его создания, разностный файл в растровом формате. Разностный файл создается системой ГИС, которая рассчитывает разностный файл, как только пользователь выбрал модели рельефа, на которых должна быть основана визуализация хода работ. База данных приложений 214 и совместная база данных 219 может находиться в системной памяти сервера приложений 212. В других вариантах осуществления, по меньшей мере, совместно используемая база данных постоянно находится в отдельном сервере хранения.
Файлы, сохраненные в базе данных 219 доступны для клиента через терминал 220, например, персональное вычислительное устройство или ноутбук. В других вариантах осуществления, в качестве терминала клиента могут выступать планшет или смартфон. В варианте, представленном на фиг. 2, терминал 220 клиента имеет порт 222 связи с сервером приложений 212 и процессор 224, включающий центральный процессор (CPU) 226 для управления веб-браузером и взаимодействия с сервером приложений 212. Терминал 220 клиента выступает в качестве системы визуализации для создания 3D модели визуализации. Однако, в других вариантах осуществления, система визуализации может представлять собой один и тот же компьютер, который генерирует данные 3D модели визуализации. В таких вариантах осуществления, например, терминал 220 клиента включает некоторые или все компоненты серверной системы 210 с функциями обработки и памятью сервера приложений, выполняемых процессором 224 и памятью 232 терминала 220 клиента.
Терминал 220 клиента включает процессор 224, а также графический процессор (GPU) 228, встроенный в плату процессора, или в качестве вспомогательной схемы обработки графической информации. Графический процессор 228 генерирует данные, которые будут выводиться на монитор 230 в виде изображения 3D-модели в браузере. Память 232 хранит команды, управляющие центральным процессором 226, веб-браузером и программным обеспечением, например, Adobe Flash или Flex, позволяющим браузеру интерпретировать графическую информацию, передаваемую из сервера приложений 212. Интерпретация графики также включает интегрированную 3D среду в виде плагина конкретного приложения программного обеспечения, хранящегося в памяти 232. Терминал 220 клиента также включает вход 234 пользователя, позволяющий пользователю вводить информацию и взаимодействовать с веб-браузером и позволяющий пользователю выбирать файлы модели рельефа для анализа хода работ и выбирать проекцию 3D модели визуализации.
Для управления последовательностью операций 10 в вычислительной среде 200 пользователь использует терминал 220 клиента для доступа к веб-приложениям на веб-сайте, размещенном на сервере приложений 212. Пользователь входит в систему под своей учетной записью, предоставляющей ему доступ к зарегистрированной карте высотных отметок и проектным файлам рельефа, а также к любым созданным и хранящимся разностным файлам. Пользователь выбирает зарегистрированную карту высотных отметок и справочные значения высотных отметок рельефа, подлежащие сравнению в последовательности операций 10. Сервер приложений 212 принимает идентификационные данные выбранных файлов и использует службу уровня 216 для определения места хранения файлов и подготавливает их для передачи в ГИС 218. На основании идентифицированного местоположения ГИС 218 загружает выбранные файлы для обработки. Как уже описывалось ГИС 218 вычитает значения высотных отметок для каждого из мест, определенных данными растровой сетки в выбранных файлах. Полученная разница в рельефе затем сохраняется как разностный файл в общей базе данных 219. Разностный файл может также включать данные, представляющие собой общий объем грунта над расчетной точкой рельефа, исходя из суммы или среднего значения всех значений высотных отметок в разностном файле, которые превышают указанный плюсовой допуск. Общий объем грунта необходимого для отсыпки, также рассчитывается исходя среднего значения или суммы высотных отметок, которые меньше указанного минусового допуска.
Разностный растр и, необязательно, один или оба входных растра, сравниваемых с разностным растром, передаются в веб-браузер терминала 220 клиента. Первоначально топографическая информация представляется растрами на мониторе 230 в виде 2-х мерного плана горной разработки или участка (ов) горной разработки. На фиг. 3 представлен пользовательский интерфейс 300, отображающий 2-х мерный план. Площадь горной разработки, представленная зарегистрированной картой высотных отметок, отображается на пользовательском интерфейсе в виде участка первой многоцветной карты 310 (например, фиолетового). Площадь горной разработки, соответствующая проектному рельефу представлена участком второй карты 312, отображенным прямоугольным на фиг. 3. Любые части 314 участка второй карты 312, где высота, представленная в разностном растре, больше максимально допустимой высоты по проекту, представляются находящимися выше нулевой отметки и окрашиваются во второй цвет (например, красный). Любые части 316 в пределах участка второй карты 312, где высота горной разработки находится ниже максимальной заданной высоты по проекту, представлена третьим цветом (например, синим), поскольку они находятся ниже нулевой отметки. Любые части 318 в пределах участка второй карты 312, которые определены в разностном файле, находящимися между максимальной проектной высотой и минимальной проектной высотой, принимаются "за нулевую отметку" и окрашиваются в четвертый цвет (например, зеленый). Пятый цвет или диапазон цветов используется для отображения любых частей 319 проектного рельефа, для которых отсутствует информация по отклонениям (например, потому что эти участки не имеют зарегистрированных высотных отметок на карте высотных отметок). Пятый цвет или цвета, выбираются из шкалы цветов, в соответствии с настоящим изобретением, чтобы изобразить высоту. В примере на фиг. 3 используется цвет морской волны.
Пользователь может настроить сервер приложений 212 для входа в режим 3D визуализации, предоставляющий пользователю 3D-визуализацию проектного участка, выбрав 3D иконку 320. Первоначальный вид 400 в режиме 3D представлен на фиг. 4. Вид 400 представляет собой исследуемый участок 410, который соответствует участку, связанному с проектным рельефом. Исследуемый участок 410 отображается на фоне 420, который, как правило, черного цвета, но может назначаться другой цвет. Данный первоначальный вид 400 по-прежнему является 2-мерным пространственным видом исследуемого участка, но может преобразовываться пользователем в 3-мерную проекцию созданной 3D модели исследуемого участка 410. Режим 3D использует ту же цветовую схему, предложенную для 2D-режима на фиг. 3. Таким образом, части 414, окрашенные красным цветом, обозначают участок, на котором высотные отметки горной разработки находятся выше нулевой отметки, части 416, окрашенные синим цветом, обозначают участок, на котором высотные отметки горной разработки находятся ниже нулевой отметки, а части 418, окрашенные зеленым цветом, обозначают участок, на котором высотные отметки горной разработки соответствуют нулевой отметке. 3-х мерные формы предполагаемого рельефа и фактического рельефа горной разработки здесь не видимы, поскольку прогнозируемая перспектива отображена в плане и поэтому выглядит плоской. Тем не менее, предполагаемый рельеф горной разработки, представлен на изображении отличительным цветом (например, цветом морской волны). Однако, на фиг. 4 цвет морской волны 419 видим в местах отсутствия данных высотных отметок с карты высотных отметок горной разработки. По желанию, отображенный предполагаемый рельеф окрашивается в соответствии с цветовой шкалой для изображения высоты или диапазона высот, соответствующих предполагаемому рельефу, как описано в настоящем документе. Таким образом, на фиг. 4, цвет морской волны обозначает определенную высоту, заданную цветовой шкалой.
В данном виде 400 представлены условные обозначения цветов 422, соответствующие высотам выше нулевой отметки, совпадающие с нулевой отметкой и находящиеся ниже нулевой отметки. Вышеуказанные участки выше нулевой отметки представляют собой участки грунта, подлежащего срезанию до нулевой отметки, в соответствии с проектными спецификациями. Общий объем грунта выше нулевой отметки определяется из разностного растра и представляется в виде срезанного объема 424. Подобным образом, объем ниже проектной нулевой отметки представляет собой объем подлежащий отсыпке, чтобы поверхность горной разработки соответствовала нулевой отметке. Данный объем представляется в виде отсыпанного объема 426 и также определяются по разностному растру. Общая площадь, для которой отсутствуют данные высотных отметок, представлена как зона без покрытия 428. Иконка навигации 430 позволяет пользователю вращать вид и преобразовывать вид сверху в 3D вид 3D-модели.
3D модель представляется в терминал 220 клиента в виде разностных данных из растрового разностного файла. Также представляется любая карта высотных отметок или растр проектного рельефа, которые необходимы для запрошенной пользователем 3D-модели. Наличие карты высотных отметок или растра проектного рельефа в 3D-модели не является обязательным в зависимости от требуемой степени визуализации. Как правило, опорные значения высот рельефа (например, проектный рельеф) обеспечены разностным растром. Таким образом, расхождение в высотных отметках, связанных с разностным растром, можно рассматривать в контексте проектного рельефа. Тем не менее, при необходимости, отображаемая 3D модель может основываться исключительно на разностном растре, поскольку отображаемая 3D модель показывает отклонение относительно нормализованного или плоского представления рельефа поверхности.
Для использования 3D-воспроизведения 3D-модели, сервер приложений также отправляет индексные буферы и буферы вершин клиенту, чтобы определить, каким образом интерпретировать информацию растра в трех измерениях и, соответственно, как воспроизвести 3D-изображение, чтобы представить 3D визуализацию в соответствии с запросом клиента.
Первоначально CPU 226 преобразует информацию карты высот, созданную предоставленными растрами, в набор треугольников с вершинами и ребрами, которые в совокупности образуют полигональную сетку. Плагин программного обеспечения веб-браузера предоставляет доступ в библиотеку сервера приложений для интерпретации буферов вершин, индексных буферов и программ построения теней, осуществляющих воспроизведение 3D-объектов и создание 3D визуализации. 3D модель включает в себя метаданные для каждой вершины, указывающие, что представляет собой каждая вершина, так как программа построения теней способна осуществлять воспроизведение изображения в соответствии с заданным цветом каждой точки на изображении.
Для каждого типа программы построения теней, CPU 226 посылает соответствующие буфера вершин и индексные буферы в GPU 228 для генерации данных, определяющих цвет каждого пикселя таким образом, чтобы настроить монитор 230 на отображение соответствующей 3D визуализации. Цвет каждого пикселя обычно определяется смешением трех базовых цветов красного, зеленого и синего, которое определяет цвет в зависимости от цветовой модели красный, зеленый, синий (RGB). Тем не менее, цвета представимы другими цветовыми моделями, например цветовой моделью, описывающей цвет посредством тона, насыщенности, яркости (HSB) (также называемой цветовой моделью тона, насыщенности, значения (HSV)) или цветовой моделью тона, насыщенности, яркости (HSL). Обычно обсуждение цвета ведется в рамках цветовой модели HSB и RGB. Тем не менее, в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, известны способны преобразования заданного цвета из одной цветовой модели в другую цветовую модель. Для того, чтобы избежать путаницы, термин "яркость", используемый в данном описании, следует понимать как яркость в общем смысле, не ограничиваясь техническим определением параметра яркость, используемом в модели HSL.
В настоящем описании, программы построения теней способны окрашивать, по меньшей мере, часть формируемого изображения, отображая значения высотных отметок в цвете, который представляет их высоту. Ниже описывается выбор цвета в программе построения теней.
Цветовая шкала для отображения высотной отметки
Как уже обсуждалось выше, процессор 224 на фиг. 2 принимает от серверной системы 224 значения высотных отметок для модели визуализации исследуемого участка горной разработки. Процессор 224 также принимает программы построения теней от серверной системы 210. Используя эту информацию, процессор 224 задает цвет для значений высотных отметок путем назначения цвета в соответствии с цветовой шкалой или "цветовой гаммой" 500, как показано на фиг. 5. Цветовая шкала 500 отображает определенный диапазон высот палитрой цветов, которая непрерывно и плавно меняется по всему диапазону высот. Таким образом, каждое значение высотной отметки или высота имеет соответствующий цвет. Определенный диапазон находится между заданной нижней абсолютной высотой и заданной верхней абсолютной высотой. В цветовой шкале 500 определенный диапазон находится в интервале от 0 до 1400 метров.
Каждый цвет в цветовой шкале определяется: (i) тоном и (ii), по меньшей мере, одним параметром влияния, по меньшей мере, яркостью и темнотой цвета, например, насыщенностью и/или яркостью в цветовой модели HSB. Цветовая шкала характеризуется спектром тонов для определенного диапазона высот. В примерном варианте осуществления, представленном на фиг. 5, цвета определяются 28 хроматическими координатами, равномерно расположенными по всему диапазону высот. Данные координаты приведены в таблице 1.
Таблица 1. Хроматические координаты
| Высота | Красный | Зеленый | Синий | Тон | Насыщен-ность | Яркость | Цвет | Название цвета |
| 0 | 51 | 51 | 51 | 0 | 20 | темно-серый (темный) | ||
| 50 | 224 | 160 | 255 | 280 | 37 | 100 | темно-фиолетовый | |
| 100 | 238 | 204 | 255 | 280 | 20 | 100 | бледно-фиолетовый (светлый) | |
| 150 | 144 | 144 | 255 | 240 | 44 | 100 | пурпурный | |
| 200 | 112 | 128 | 144 | 210 | 22 | 56 | серо-синий (темный) | |
| 250 | 112 | 192 | 224 | 198 | 50 | 88 | синий | |
| 300 | 187 | 221 | 234 | 198 | 20 | 92 | голубой (светлый) | |
| 350 | 112 | 196 | 196 | 180 | 43 | 77 | цвет морской волны | |
| 400 | 112 | 144 | 112 | 120 | 22 | 56 | оливковый (темный) | |
| 450 | 96 | 224 | 192 | 166 | 57 | 88 | бирюзовый | |
| 500 | 187 | 234 | 222 | 166 | 20 | 92 | бледно-бирюзовый (светлый) | |
| 550 | 128 | 216 | 96 | 104 | 56 | 85 | цвет папоротника | |
| 600 | 80 | 128 | 80 | 120 | 38 | 50 | темно-зеленый (зеленый) | |
| 650 | 128 | 208 | 128 | 120 | 38 | 82 | изумрудно-зеленый | |
| 700 | 183 | 229 | 183 | 120 | 20 | 90 | бледно-зеленый (светлый) | |
| 750 | 192 | 224 | 0 | 70 | 100 | 88 | желто-зеленый | |
| 800 | 128 | 128 | 64 | 60 | 50 | 50 | желто-коричневый (темный) | |
| 850 | 240 | 224 | 0 | 56 | 100 | 94 | желтый/золотой | |
| 900 | 239 | 236 | 191 | 56 | 20 | 94 | Бледно-желтый (светлый) | |
| 950 | 225 | 160 | 0 | 44 | 100 | 88 | золотисто-коричневый | |
| 1000 | 160 | 128 | 112 | 20 | 30 | 63 | каштановый (темный) | |
| 1050 | 255 | 96 | 96 | 0 | 62 | 100 | оранжево-розовый | |
| 1100 | 255 | 204 | 204 | 0 | 20 | 100 | оранжево-коричневый (светлый) | |
| 1150 | 255 | 64 | 160 | 330 | 75 | 100 | фиолетово-красноватый | |
| 1200 | 128 | 64 | 128 | 300 | 50 | 50 | темно-фиолетовый (темный) | |
| 1250 | 255 | 128 | 255 | 300 | 50 | 100 | фиолетовый | |
| 1300 | 255 | 204 | 255 | 300 | 20 | 100 | бледно-фиолетовый (светлый) | |
| 1350 | 160 | 160 | 160 | 0 | 63 | серый | ||
| 1400 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | черный (темный) |
В таблице 1, перечисленные названия цветов, представлены только в качестве общей цветовой гаммы для помощи в объяснении использования шкалы. Поскольку данные названия могут интерпретироваться по-разному, то фактический цвет точно определяется либо хроматическими координатами цветовой модели RGB или эквивалентными координатами цветовой модели HSB. Цвета между хроматическими координатами являются производными линейной интерполяции координат цветовой модели RGB в пространстве RGB, создающими цветовую шкалу 500. В других вариантах осуществления интерполяция может осуществляться в другом цветовом пространстве, например, цветовом пространстве HSB, представленном на фиг. 6. В дополнительных вариантах осуществления может использоваться нелинейная интерполяция. На фиг. 6, параметры тона, насыщенности и яркости цветовой шкалы 600 представлены графически на оси Y по отношению к высоте, отложенной на оси X. Цветовая шкала 600 соответствует цветовой шкале 500, но с линейной интерполяцией 28 хроматических координат в HSB пространстве, а не в пространстве RGB. Во многих аппаратных и программных вариантах осуществления цвета обрабатываются с точки зрения координат RGB. Поэтому на практике, программы используют шкалу 500 или 600 со ссылкой только на координаты RGB, имея в виду, что каждый цвет, тем не менее, представим в координатах HSB.
На высоте 0 метров, цвет в цветовой шкале 500 соответствует цвету древесного угля, который почти черный (насыщенность 0 и яркость 20). Тон не определен, так как насыщенность 0. На следующих 50 метрах, цвет постепенно переходит в цвет сливы, а тон определяется величиной угла в 280 градусов (цветовой тон определяется величиной угла в диапазоне от 0 до 360 градусов). От 50 метров до 1300 метров, цветовой тон постепенно прогрессирует, без разрывов до значения 0 (что эквивалентно 360) на высоте 1050 метров. Тон затем продолжает уменьшаться с 360 градусов, без разрывов, обратно через значение 300 градусов на высоте 1200 м, как правило, завершая переход по всему спектру тонов. В диапазоне от 1300 метров до 1400 метров цветовые переходы тона от розового, через серый до черного, для серого и черного цвета, не определяются, так как насыщенность 0. В этом варианте осуществления, цветовая шкала 500 начинается и заканчивается в фиолетовой части спектра цветового тона, но и в других примерах, спектр цветового тона может быть повернут, начинаясь и заканчиваясь в другой части спектра.
Как следует из таблицы 1, цвета меняются между светлыми цветами и темными цветами (соответственно, 510 и 520 на фиг. 5). Поскольку цвет проходит через весь 360 градусный спектр тонов, то яркость цвета колеблется между светлыми и темными цветами в результате изменений, по меньшей мере, одного параметра в цветовой модели. Другими словами, изменения, по меньшей мере, одного параметра периодически делают цвет ярче или темнее для определенного диапазона высот. В некоторых вариантах осуществления, один период осветления и потемнения цвета соответствует изменению высоты от 100 до 300 метров. Тем не менее, для цветовой шкалы 500, представленной на фиг. 5, период осветления и потемнения цвета соответствует изменению высоты в 200 метров. Это означает, что каждые 200 метров существует пик яркости цвета, а в каждых 200 метровых промежутках между пиками яркости существуют низшие точки яркости цвета (т.е. пики темного цвета). Пики яркости не прогрессируют до белого, а пики темного цвета не прогрессируют до черного. Таким образом, каждый светлый и темный пик имеет свой собственный уникальный цвет и визуально отличим от других светлых или темных пиков.
При изменениях между светлыми и темными цветами с одновременным изменением цветового тона, в цветовой шкале присутствует больше цветов, чем при изменении только цветового тона. Это дает цветовую шкалу с повышенным разрешением, допускающим отображение небольших изменений в высоте по сравнению с относительно большим разбросом высот, охватываемых шкалой.
Как следует из фиг. 6, который отслеживает яркость по отношению к высоте, параметр яркости многократно увеличивается и уменьшается между первым пиком 610 и первой нижней точкой 620, которые чередуются по всему диапазону высот. Параметр насыщения растет и уменьшается между вторым пиком 640 и второй нижней точкой 660, которые чередуются по всему диапазону высот. По меньшей мере, для части диапазона высот по цветовой шкале существует несколько периодов увеличения и уменьшения параметра яркости длительностью в первый период, с одновременным увеличением и уменьшением параметра насыщения, в соответствии со вторым периодом, который в два раза меньше первого периода. Это представлено на фиг. 6 для высот от 0 до 600 метров. В примерной цветовой шкале 500 и 600 заданный диапазон высот цветовой шкалы охватывает от 0 до 1400 метров, обеспечивая достаточное разрешение для применения в горных разработках. Данные высоты могут браться относительно уровня моря или какой-либо другой высоты отсчета. Минимальные и максимальные высоты, которые определяют диапазон высот цветовой шкалы 500, 600 настраивается путем ввода данных границ диапазона в терминал 220 клиента. В некоторых вариантах осуществления, это желательно для обеспечения растянутого или сжатого варианта цветовой шкалы. В данных вариантах осуществления, высота просто умножается на соответствующий масштабный коэффициент. Например, для масштабирования интервала в X метров, высоты, указанные в примерах данного описания, умножаются на X/1400.
Отображение высот в соответствии с цветовой шкалой
При использовании цветовой шкалы 500 или 600, значения высотных отметок отображаются на изображении, соответствующем исследуемому участку горной разработки. Изображение формируется на основе данных, которые включают в себя несколько значений высотных отметок в пределах диапазона данных, определяющих рельеф исследуемого участка. Изображение показывает рельеф и, по меньшей мере, часть значений высотных отметок в соответствии с цветовой шкалой. Такая генерация изображения достигается путем выбора из базы данных, первого набора данных, состоящего из некоторых или всех данных. Несколько значений высотных отметок первого набора данных определяют рельеф первого исследуемого участка горной разработки. Несколько значений высотных отметок находятся в пределах первого диапазона данных, который охватывает меньшую часть заданного диапазона. Выбор может дополнительно включать в себя определение указанного заданного диапазона высот путем ввода минимальных и максимальных высот для заданного диапазона. В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения диапазон высот может задаваться до определения первого набора данных или может быть фиксированным.
По меньшей мере, для части значений высотных отметок, цвет задается в соответствии с цветовой шкалой, чтобы визуально отобразить значение высотной отметки. Изображение затем генерируется соответственно первого исследуемого участка. Терминал 220 клиента принимает значения высотных отметок и генерирует из них полигональную сетку. Вершины полигональной сетки включают в себя метаданные со значениями высотных отметок. В качестве альтернативы, вместо самих значений высотных отметок, метаданные могут включать абсолютные высоты, если значения высотных отметок подлежат преобразованию в другую систему координат. Например, это возможно в случае, если значения высотных отметок измеряются относительно системы координат горной разработки, а требуется отображать высоту относительно другой системы координат, например, уровня моря.
Программы построения теней, исходя из цветовой шкалы, окрашивают высоту (определенную относительно значений высотных отметок) в метаданных. Цветовая шкала может использоваться для всех значений высотных отметок. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления, только для некоторых вершин следует отображать значения высотных отметок и, поэтому, цветовая шкала может применяться только к части значений высотных отметок в 3D-модели. Например, на фиг. 7 опорные значения высот рельефа 712 видны только там, где они не покрыты красным, синим или зелеными столбиками, поэтому цветовую шкалу необходимо использовать, только там, где видны опорные значения высот рельефа. Это согласуется с данными участков 319 и 419 на фиг. 3, 4. В некоторых вариантах осуществления, представленных на фиг. 8-10, 3D модель отображает, по меньшей мере, одну модель рельефа, или комбинацию двух моделей рельефа, по всей поверхности модели. Для этих вариантов осуществления вся 3D-модель может затеняться исходя из цветовой шкалы.
Промышленное применение
На фиг. 7 представлен пример осуществления 3D визуализации 3D-модели, представленной в 2D-виде на фиг. 4. Модель, более понятно представленная на фиг. 7, основана на растровых данных для проектируемого рельефа 712 с наложенными растровыми данными, рассчитанными ГИС, которые представляют собой разность высотных отметок между проектируемым рельефом и картой высотных отметок горной разработки. Воспроизводимое изображение 700 3D проекции показывает отклонения между измеренной картой высотных отметок и справочными значениями (проектными) высотных отметок рельефа путем отображения столбиков, простирающихся от проектируемой поверхности 712. Рельеф проектируемой поверхности 712 представлен на изображении 700. Если проектируемая поверхность 712 непосредственно не видна, то она скрыта данными по отклонениям, показанными на изображении. Видимая проектируемая поверхность, окрашена в соответствии с цветовой шкалой (например, в этом случае цветовой шкалой 500), указывая высоту (ы) проектируемой поверхности. Простирающиеся вверх столбики 714 представляют позиции на горной разработке, на которых высотная отметка горной разработки больше проектной высоты. Длина (т.е. высота) данных столбиков свидетельствует о величине заданной разницы в высотной отметке. Однако высота столбиков зависит от точки обзора 3D-проекции (то есть столбики, удаленные от проектной позиции обзора, выглядят короче, чем столбики, расположенных ближе к позиции обзора). Столбики, представляющие большие отклонения, чем заданное положительное отклонение от проектной высотной отметки, окрашены в красный цвет 716, показывающий, что данные отклонения находятся выше нулевой отметки. Столбики 718 ниже проектной поверхности, которые соответствуют разностям в высотной отметке и дают отрицательное отклонение от проектной высотной отметки, окрашены синим цветом. Значения между этими положительными и отрицательными величинами отклонений обозначены зелеными столбиками 720. Географическая информация, соответствующая каждому из столбиков просматривается путем наведения курсора на столбик. Сводка 722 географической информации отображает для этого столбика высотную отметку горной разработки, находящуюся выше нулевой отметки (требует срезания) или ниже нулевой отметки (требует отсыпки). Сводная географическая информация 722 отображает соответствующие координаты местоположения и высотные отметки горной разработки относительно позиционной системы координат, связанной с горной разработкой. Сводная информация 722 также отображает требуемое изменение высотной отметки (например, за счет среза или отсыпки), необходимое для приведения высотной отметки горной разработки в пределы указанного отклонения, определяемого нулевой отметкой.
Поскольку разность высот, наложенная на справочное значение высотной отметки равна фактической высотной отметке горной разработки, то изображение 700 одновременно отображает как опорное значение высоты рельефа, так и зарегистрированную карту высотных отметок. Отображение опорного значения высот рельефа 712 включает в себя разнесенные друг от друга маркерные линии 724, указывающие масштаб отображаемой модели. Расстояние 726 между соседними маркерными линиями указывается в условных обозначениях 727. Для одновременного просмотра положительных и отрицательных отклонений, несмотря на наличие опорной поверхности, опорная поверхность 712 представляется в виде полупрозрачной поверхности. На фиг. 8 представлена альтернативная 3-х мерная визуализация отклонений между рельефом горной разработки и опорным, проектным рельефом. Изображение 800 показывает карту высотных отметок горной разработки 810, наложенную на опорные значения высот рельефа 812. Тем не менее, в отличие от фиг. 7, карта высотных отметок 810 отображается путем наложения другого набора буферов вершин, индексных буферов и программ построения теней на растровые данные, переданные на терминал 220 клиента. Данный набор буферов вершин, индексных буферов и программ построения теней непрерывно воспроизводит изображение 3D-модели, представляя неровную структуру поверхности горной разработки, а не серии дискретно расположенных вертикальных столбиков, показанных на фиг. 7. Как показано на изображении 820, участки поверхности горной разработки 810, находящиеся ниже опорных значений высот рельефа 812, видны сквозь полупрозрачную визуализацию опорных значений высот рельефа 812. 3D визуализация отклонений, между опорной поверхностью и измеренной картой высотных отметок, позволяет оценить объем разработки грунта относительно проектного рельефа, т.е. позволяет определить текущий ход работ. Благодаря отображению объема работ, необходимого для ее завершения, пользователь способен определить эффективный способ перемещения грунта с участка на участок и выяснить необходимый объем срезаемого или насыпного грунта для достижения нулевой отметки. На фиг. 7, отображение отклонений для участков, находящихся на нулевой отметке (зеленые столбики 720) позволяет пользователю установить объем срезаемого или отсыпаемого грунта до нулевой отметки, не выходя за указанных пределы отклонений и оставаться на нулевой отметке.
Опорная поверхность 812 соответствует опорной поверхности 712 на фиг. 7 и аналогичным образом окрашена в соответствии с цветовой шкалой 822 (эквивалент цветовой шкалы 500), указывающей высоту по всей поверхности. Цветовая шкала также применяется к значениям высотных отметок, связанных с картой высотных отметок 810, обеспечивая аналогичным образом цветную индикацию высоты. Изображение 800 также включает в себя цветовую шкалу 822, позволяющую специалисту, смотрящему на опорную поверхность 812 легко определить высоту. В этом варианте осуществления, цвет считывается со шкалы 822, указывающей, что высоты на карте высотных отметок 810 и опорные значения высот рельефа 812 составляют приблизительно 700 метров. Цвета опорной поверхности 812 и поверхности 810 горной разработки основываются на одинаковой цветовой шкале, но цвета могут быть изменены для отображения поверхностей 812 и 810 с разными структурами поверхности. В частности ровная поверхность, представленная на опорной поверхности 812, имеет одинаковый цвет для всех отображенных значений высотных отметок (за исключением находящихся у маркерной линии). Значения высотных отметок неровной поверхности горной разработки 810 представлены темными или светлыми цветами с шаблонным или случайным распределением по поверхности 810. Темный или светлый цвет значений высотных отметок для поверхности 810 дополнительно зависит от ориентации поверхности по отношению к гипотетическому источнику света – поверхность более светлая, если она обращена к источнику света, или более темная, если обращена от источника света.
В других вариантах осуществления, без сравнения фактического рельефа горной разработки с проектным рельефом, фактический рельеф можно сравнить с рельефом, зарегистрированным ранее. Таким образом, разностные данные показывают место производства работ и объем, выполненный для достижения требуемого рельефа горной разработки, отличающегося по времени от рельефа предыдущей регистрации.
В некоторых ситуациях желательно просмотреть данные только по опорным значениям высот рельефа. Соответственно, как показано на фиг. 9, изображение 900 может представлять собой вид рельефа только для опорных значений высот рельефа 912, наряду с представлением цветовой шкалы 922. В дополнение к отображению абсолютной высоты рельефа 912, изменения в высоте для отображаемого рельефа 912, могут быть представлены как изменение цвета в изображении рельефа 912. Это обеспечивается высоким цветовым разрешением цветовой шкалы 822.
Различия в высоте в пределах отображаемого рельефа более наглядны в изображении 1000 на фиг. 10. Изображение 1000 представляет собой пространственный вид рельефа 1002, который включает как опорные значения высот рельефа 1010, так и карту высотных отметок 1020. На левом конце 1022 отображаемого рельефа 1002, значения высотных отметок показаны фиолетово красноватым цветом, что соответствует высоте около 1150 метров. На правом конце 1024 отображаемого рельефа используется оранжево-розовый цвет, что соответствует высоте около 1050 метров. Изображение 1000 показывает постепенное изменение между левым и правым концами с переходом через слегка затененный, персикового цвета, участок 1026 около середины рельефа 1002. Это позволяет зрителю оценить любые градиенты в высотных отметках исследуемого участка горной разработки, показанного на изображении 1000. В вариантах осуществления, в которых исследуемый участок представляет собой конкретную дорогу в пределах горной разработки, зритель, на основе цвета, может определить, как общую высоту дороги в целом, так и градиенты высотных отметок дороги. Для оценки градиента дополнительно используются маркерные линии 724 на фиг. 7.
Кроме того, цветовая шкала может указывать на различия в высотных отметках между опорными значениями высот рельефа 1010 и карты высотных отметок 1020. Например, на месте 1030 карта высотных отметок 1020 немного ниже соответствующей позиции 1032 опорного значения высоты рельефа 1010. Это находит свое отражение в разных цветах, так как место 1030 окрашено больше в оранжево-розовый цвет по сравнению с персиковым/фиолетово красноватым цветом позиции 1032. Эта разница в цвете дополнительно помогает оценить ход работ по строительству дороги. Данная разница в цвете наиболее очевидна в вариантах осуществления, в которых диапазон значений высотных отметок, показанных на изображении, растянут на несколько первичных и вторичных цветов (по меньшей мере, на два из красного, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетово красного), поскольку такое использование цветовой шкалы дает наиболее заметные отличия в цвете для относительно небольших отклонений высоты.
Например, изображение на фиг. 11 показывает опорные значения высот рельефа 1110 и карту высотных отметок 1120. Отображаемые цвета лежат в диапазоне от фиолетово красного на левом конце 1114 фигуры до бирюзового (для опорных значений высот рельефа) и светло-голубого (для карты высотных отметок) на правом конце 1116 фигуры. Цветовая шкала, как показано в условных обозначениях 1124 имеет диапазон от 0 до 140 метров. Условные обозначения 1124 показывают, что цветовая шкала использует тот же охват цветов, что и цветовые шкалы 500 и 600, но охват 10% диапазона высот, определяется цветовыми шкалами 500, 600 (т.е. 0-1400 м). Поэтому, со ссылкой на таблицу 1, разложение данной 10% разницы по диапазону, позволяет сделать вывод о том, что бирюзовый цвет соответствует примерно 35 метрам, а светло-голубой соответствует примерно 30 метрам высоты, относительно опорной высоты. Поэтому, за счет разницы в цвете, различимость карты высотных отметок составляет около 5 метров от справочных значений высотных отметок рельефа на правом конце 1116 фиг. 11.
Имея в виду примеры на фиг. 10 и 11 понятно, что благодаря пространственному отображению опорных значений высот рельефа 1010, 1110 и/или карты высотных отметок 1020, 1120, в котором разные абсолютные высоты, окрашены в разные цвета, сотрудник способен оценить изменения в опорных значениях высот рельефа 1010, 1110 и/или карте высотных отметок 1020, 1120. Во-первых, пространственное отображение обеспечивает качественное изображение изменения высоты на отображаемой поверхности. Во-вторых, различные цвета цветовой шкалы детализируют данное качественное изображение изменений высоты. Кроме того, если цвета рассматривать со ссылкой на условные обозначения цвета, то изменения в цвете поверхности также дает количественное изображение изменений высоты в пределах одной поверхности или между двумя или несколькими сравниваемыми поверхностями. Мелкие детали высотной отметки, показанные за счет комбинации пространственного изображения и цветовой шкалы, как описано в данном документе, могут быть полезны для персонала, которые использует изображение для оценки текущих, будущих или прошлых рабочих заданий, связанных с отображенным участком горной разработки.
В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 7-10, диапазон значений высотных отметок, окрашенный в соответствии с цветовой шкалой, может занимать меньшую часть от общего диапазоне высот, определенных в цветовой шкале. Контролируемые рабочие задачи в горнодобывающей промышленности, для которых используется данная визуализация, могут представлять собой оценку высотных отметок, связанных с относительно малым изменением по высоте, например, уклоном дороги. Тем не менее, абсолютное значение высотной отметки может находиться в любом месте диапазона высот, которое потенциально на несколько порядков выше, чем данные небольшие изменения в уклоне дороги. Таким образом, диапазон высот на изображении сможет занять меньшую часть диапазона, охватываемого цветовой шкалой. Например, в некоторых случаях, представленный диапазон высот будет находиться в пределах одного периода, а в некоторых случаях, 2 периодов, осветляя и затемняя цвета в цветовой шкале, которая включает от 6 до 8 периодов или 7 периодов, в случае использования цветовой шкалы 500, при изменении на примерно 1400 метрах. При сравнении фиг. 8 и 10 оба изображения 800, 1000, способны показать уклон дороги путем изменения цвета. Тем не менее, цвета между этими изображениями различаются, так как отличаются абсолютные высоты рельефа, соответствующего этим изображениям. Если цветовая шкала 500, 600 одинакова для обоих изображений, то разница в цвете обеспечивает немедленное распознание, что эти два изображения соответствуют различным исследуемым участкам, отображают разные высоты, в пределах той же горной разработки, или даже от разных горных разработок. Из-за различий в цветах в соответствующих изображениях, возможно распознавание относительных позиций высот, соответствующих исследуемым участкам. Дальнейшую работу можно проводить, одновременно управляя несколькими исследуемыми участками с разными высотами, а различия в цвете между отображаемыми изображениями позволяет избежать путаницы. Исследуемый участок распознается немедленно по цвету отображаемого изображения. Поскольку терминал 220 клиента нужен только для создания изображений исследуемого участка горной разработки, что определяется выбором набора данных, то воспроизведение изображения достигается более эффективным образом.
Следует иметь в виду, что описанное изобретение охватывает все альтернативные комбинации двух или нескольких отдельных признаков, упомянутых или очевидных из текста или фигур. Все данные различные комбинации составляют альтернативные варианты осуществления настоящего изобретения.
1. Способ отображения высотных отметок на изображении, соответствующем исследуемому участку, характеризующийся тем, что исследуемый участок представляет собой по меньшей мере часть горной разработки, при этом изображение генерировано на основе данных, которые включают в себя множество значений высотных отметок, определяющих рельеф высотных отметок исследуемого участка, который представляет собой рельеф поверхности на исследуемом участке горной разработки; указанное изображение изображает указанный рельеф высотных отметок и отображает по меньшей мере часть указанных значений высотных отметок в соответствии с цветовой шкалой (500, 600); указанная шкала охватывает определенный диапазон высот, причем каждый цвет в шкале определяется тоном и по меньшей мере одним параметром влияния на светлоту и/или темноту цвета;
цветовая шкала (500, 600) определяется спектром тонов для указанного определенного диапазона высот; и указанный по меньшей мере один параметр изменяется периодически на указанном определенном диапазоне высот, делая цвет светлее и темнее,
при этом способ включает этапы, на которых
(а) определяют (12), посредством выбора, первый набор данных из указанных данных, при этом выбранный первый набор данных включает значения высотных отметок, соответствующие зарегистрированным данным и справочным данным,
причем зарегистрированные данные представляют собой карту (810) высотных отметок поверхности горной разработки для первого исследуемого участка и указанная карта высотных отметок основана на данных измерений поверхности; а
справочные данные представляют собой справочный рельеф (812) высотных отметок для указанного первого исследуемого участка,
(b) для каждого значения из по меньшей мере части значений высотных отметок первого набора данных определяют соответствующий цвет (18) для отображения значения высотной отметки в соответствии с цветовой шкалой (500, 600); и
(с) создают первое изображение (700, 800), представляющее по меньшей мере 3-х мерное отображение рельефа высотных отметок для первого исследуемого участка, указанное отображение рельефа не является видом сверху исследуемого участка, при этом отображают по меньшей мере часть значений высотных отметок указанного первого набора данных в соответствующих определенных цветах;
- генерируют (14) модельные данные на основе указанного определенного набора данных, определяющие 3-мерную модель, для отображения на указанном первом изображении (800) 3-х мерного вида модели, представляющей отклонение между картой высотных отметок и справочным рельефом высотных отметок, путем отображения карты высотных отметок, наложенной на справочный рельеф высотных отметок, при этом
- изменяют по меньшей мере некоторые из указанных определенных цветов для значений высотных отметок, соответствующих справочному рельефу (812) высотных отметок, чтобы они оказались полупрозрачными, при этом карта высотных отметок (810) является видимой сквозь справочный рельеф высотных отметок.
2. Способ по п. 1, в котором также изменяют указанные определенные цвета по меньшей мере некоторых значений высотных отметок для того, чтобы создать воспроизведение первого изображения (800) с учетом гипотетического источника света и показать неровную структуру поверхности.
3. Способ по п. 1, в котором устанавливают указанный определенный диапазон высот для промежутка между максимальной и минимальной высотой на горной разработке.
4. Способ по п. 1, в котором выполняют следующие этапы:
(а) определяют, посредством выбора, второй набор данных из указанных данных; при этом указанное множество значений высотных отметок второго набора данных определяет рельеф высотных отметок для второго исследуемого участка, причем первый и второй исследуемые участки принадлежат разным частям горной разработки;
(b) для каждого значения из по меньшей мере части значений высотных отметок второго набора данных определяют соответствующий цвет для отображения значения высотной отметки в соответствии с цветовой шкалой; и
(с) создают второе изображение, изображающее по меньшей мере 3-х мерный вид рельефа высотных отметок второго исследуемого участка, причем указанный 3-х мерный вид не является видом сверху второго исследуемого участка, отображают указанную по меньшей мере часть значений высотных отметок второго набора данных в указанных соответствующих определенных цветах.
5. Способ по п. 1, в котором изменение указанного по меньшей мере одного параметра включает многократное увеличение и уменьшение параметра яркости в цветовой модели, описывающей цвет посредством тона, насыщенности, яркости (HSB), при этом параметр яркости периодически увеличивается и уменьшается между пиками и впадинами, разнесенными по указанному диапазону высот.
6. Способ по п. 1, в котором цветовая шкала включает в себя несколько пиков (610) светлости цвета, при этом пики светлости цвета соответствуют цветам, которые визуально отличаются друг от друга.
7. Вычислительная система (200) для отображения высотных отметок на изображении, соответствующем исследуемому участку, характеризующаяся тем, что исследуемый участок представляет собой по меньшей мере часть горной разработки, при этом изображение генерировано на основе данных, которые включают в себя множество значений высотных отметок, определяющих рельеф высотных отметок исследуемого участка, который представляет собой рельеф поверхности на исследуемом участке горной разработки; указанное изображение изображает рельеф высотных отметок и отображает по меньшей мере часть значений высотных отметок в соответствии с цветовой шкалой (500, 600); указанная шкала охватывает определенный диапазон высот, причем каждый цвет в шкале определяется тоном и по меньшей мере одним параметром влияния на светлоту и/или темноту цвета;
цветовая шкала (500, 600) определяется спектром тонов для указанного определенного диапазона высот; и указанный по меньшей мере один параметр изменяется периодически на указанном определенном диапазоне высот, делая цвет светлее и темнее,
при этом вычислительная система содержит
дисплей (230);
системную память (232,214) для хранения исполняемых компьютером команд;
систему обработки (224, 212), выполненную с возможностью считывать исполняемые компьютером команды из системной памяти, при этом при выполнении исполняемых компьютером команд система обработки выполнена с возможностью выполнять этапы, на которых
(а) определяют (12), посредством выбора, первый набор данных из указанных данных, при этом выбранный первый набор данных включает значения высотных отметок, соответствующие зарегистрированным данным и справочным данным,
причем зарегистрированные данные представляют собой карту (810) высотных отметок поверхности горной разработки для первого исследуемого участка и указанная карта высотных отметок основана на данных измерений поверхности; а
справочные данные представляют собой справочный рельеф (812) высотных отметок для указанного первого исследуемого участка,
(b) для каждого значения из по меньшей мере части значений высотных отметок первого набора данных определяют соответствующий цвет (18) для отображения значения высотной отметки в соответствии с цветовой шкалой (500, 600);
(с) создают на дисплее первое изображение (700, 800), представляющее по меньшей мере 3-х мерное отображение рельефа высотных отметок для первого исследуемого участка, указанное отображение рельефа не является видом сверху исследуемого участка, при этом отображают по меньшей мере часть значений высотных отметок указанного первого набора данных в соответствующих определенных цветах,
- генерируют (14) модельные данные на основе указанного определенного набора данных, определяющие 3-мерную модель, для отображения на указанном первом изображении (800) 3-х мерного вида модели, представляющей отклонение между картой высотных отметок и справочным рельефом высотных отметок, путем отображения карты высотных отметок, наложенной на справочный рельеф высотных отметок, при этом
изменяют по меньшей мере некоторые из указанных определенных цветов для значений высотных отметок, соответствующих справочному рельефу (812) высотных отметок, чтобы они оказались полупрозрачными, при этом карта высотных отметок (810) является видимой сквозь справочный рельеф высотных отметок.
