随着信息技术和计算机技术的迅猛发展,结合人工智能、计算机仿真、空间插值及曲面拟合等技术实现煤层地质体三维可视化模型已经成为当前国内外学者研究的热点。采煤工作面煤层地质体三维可视化可直观地展现煤层、岩体等地质现象的空间几何特征、拓扑关系及内部属性特征,使煤炭企业管理者能够直观地了解采煤工作面煤层赋存特点,进而为煤炭企业的透明开采、智能开采、分质开采提供科学依据及决策支持。论文以采煤工作面地质探勘数据及巷道采样数据为基础,运用三维可视化及地理空间数据模型的理论与方法,研究了采煤工作面煤层赋存形态的多层数字高程模型(DEM)和煤层曲面拟合模型的构模方式,构建出相应的三维可视化模型。主要研究如下:(1)分析采煤工作面涉及的数据之间的组织方式及关联模式,结合煤层地质体“层状分布”特性,实现各煤层表面的规则格网划分,采用自适应差分进化Kriging算法对格网点高程值进行预测,通过分析建模区域内各地层界面间的拓扑关系,建立煤层赋存形态的多层DEM模型。(2)将空间相关性概念与遗传算法引入到拟CatmullRom曲面拟合算法中,探索出能够精确刻画各煤层表面离散点所表示的坐标之间关系的曲面函数解析表达式,通过对比实验验证了优化后的拟CatmullRom曲面拟合算法的均方根误差(RMSE)和平均绝对百分误差(MAPE)更小,拟合精度更高。(3)探索基于Web GL标准、以浏览器为载体的三维数字化建模方式,借助Three.js三维图形开发框架构建了无插件、可移植、跨平台、支持多浏览器运行的煤层赋存形态三维可视化模型,真实地反应了煤层赋存形态、产状和内部构造特征,在煤层表面模拟和内部属性表达两个方面达到了良好的融合,为生产决策提供依据。