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2 0 0 4 年2月 矿 业安 全 与环保 第3 1 卷第1 期 用M F C 开发开采沉陷预计软件 采用的数据结构 唐 建新 ， 杨 守国 1 ． 重庆大学 资源及环境科学学院， 重庆 4 0 0 0 4 4 ； 2 ． 重庆大学 西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室， 重庆 4 o o o 4 4 摘要 讨论 了采用MF C ；发开采沉陷预计软件 中， 利用面向对象技术， 围绕界面可视化进行的数 据结构类设计， 数据组织， 以及视图类与文档类成员函数重载， 并基于此方法给出了开发实例。 关键词 面 向对象； 开采沉陷； 沉陷预计； 数据结构 中图分类号 T P 3 9 ； T D 3 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 - 4 4 9 5 2 0 0 4 0 I 1 - 0 0 1 8 - 0 2 1 预处理和后处理所用的数据结构 1 ． 1 点结构类设计 开采沉陷预计软件预计的往往是一些特定的 点 ， 即使预计 的是一定范围的特定 区域 ， 该 区域也可 以用一系列的网络点表示 ，并通过插值求得这一范 围内任意点的预计值。预计的结果及点的位置信息 都要靠点结构类存储和管理 ，同时要做到数据既完 整又无冗余， 并且方便计算、 输出和管理， 所以要专 门设计点的结构类。为了和M F C 中其它类兼容使用， 以及在后面的链表 中使用 ，这个类必须从MF C 的最 底层基类派生。 点结构类所包括的成员变量和成员函数如下 c l a s s CVe r t e x { p u b l i c d o u b l e x ； d o u b le y ； d o ubl e z ； ， ， 点的平面坐标 d o u b l e w ； 吓沉 d o u b l e I x ； d o u b l e I y ； d o u b l e I x y ；| | d o ubl e K x ； d o u b l e K y ； d o u b l e K x y ；／ ／ 曲率 d o ubl e U x ； d o u b l e U y ； d o u b l e U x y ；， ／ 水平移动 d o ubl e E x ； d o u b l e E y ； d o u b l e E x y ；／ ／ 水平变形 d o ubl e S x y ； ， ／ 扭曲变形 收稿 日期 2 0 0 3 - 0 5 2 0 作者简介 唐建新 1 9 5 9 一 ， 男， 四川威远人， 副教授 ， 博 士。 主要从事采矿工程、 矿井灾害防治的教学与研究工作。 ．1 8 d o u b l e Ga ma x y ； d o u b l e a n g l e ； p u b l i c 切变形 ， 顾 计方 向 d o u b l e G e t D i s t a n c e C V e r t e x v ；／针 算 到点V的 距离 b o o l G e t D i r e c t i o n C V e r t e x v l ， C V e r t e x v 2 ； ／ 针 算到点V1 的方向向量V 2 C V e r t e x ；， ／ 构造 函数 v i r t u a l C V e rt e x ； ／ ／ 析构函数 } 。 1 ． 2 边结构类设计 边结构类 主要是存 储三 角剖分过程 中产生 的 边，并进行边与边交点的计算和边上任意点的插值 运算， 还提供边的其它属性计算， 以便于用T r iang u - l a t e 方法对离散点进行剖分和后处理部分中的等值 线绘制。边结构类的具体代码设计如下 c l a s sCEd g e s { pu b l i c C V e rt e x v l ； C V e rt e x v 2 ；， ， i 的两个端点 pu b l i c b o o l I s V e r t e x C V e r t e x v ； ／ ／ 判断节点v 是否为边 的端点 b o o l O n E d g e d o ubl e z ； ／／ 判断边 E 是否有高程值z v o id G e tx y o ubl e z ,C V e rt e x v ； ／ ／ 求边上高程值 为z 的点坐标 i n t Wh i c h S i d e C V e r t e x v ； ／ ／ 判断点在边的左边 维普资讯 2 0 0 4 耳2月 矿 业安 全 与环 保 弟3 1 卷弟1 期 还是右边 C E d g e s ；／ ／ 构造函数 v i r t u a l - C E d g e s ； ／ ／ 析构函数 } 。 1 ． 3 三角形结构类设计 在软件的图形显示部分采用 的是用三角形片来 仿真地形地貌及各种计算结果，并采用带线性插值 的三角形剖分法对离散点进行剖分和绘制等值线 。 所以这里特别设计 了三角形结构类 ，对上述的中间 数据进行管理并提供相应的辅助运算，具体代码如 下 c l a s s C T fi a n e s { p u bl i c C V e r t e x v l ； C V e r t e x v 2 ；C V e r t e x v 3 ； ／ ／ 三角形 的顶点 d o u b l e c x ； d o u b le c y ； d o u b l e r ； ， ／ 三角形外接圆的 圆心坐标和半径 pu b l i c b o o l I s V e r t e x C V e r t e x v ；， ／ 判断节点v 是否是三 角形的顶点 b o o l I n C i r c l e C V e r t e x v ；， ／ 判断节点v 是否在三 角形 的外接圆内 b o o l I n T r i a n g l e C V e r t e x v ；／ ／ 判断节点v 是否在 三角形内 d o u b l e G e t V a l u e C V e r t e x v ；／ ／ 用插值法求取 三 角形内点v 的各成员变量值 v o i d C a l c u l a t e C x y R ； ／ ／ 求三角形 外接 圆圆心 坐标及半径 C T fi a n e s ；／ ， 构造 函数 v i r t u T r i a n e s ；惭 构函数 } 。 2 移动变形预计 中所用 的数据结构 2 ． 1 链表类C L i s t 类的使用 测线、巷道及工作面的边界都是以折线的形式 存在， 也就是说它们都是由一系列有序的点组成， 此 特点与链表类C L is t g 常相似。各种数据的提取是对 链表的遍历 ， 只需供助于该类提供 的操作函数G e t H e a d P o s i t i o n ， G e t T a i l P o s i t i o n ， G e t N e x t ， G e t P r e v和 一 个 P O s m O N 类型参数即可。 使用链表类的优点是 只要把节点填充进链表， 就 没必要为每一类数据设置一个数组，这样无论是在计 算中还是在数据成果的输出中，对数据的操作和处理 结果的保存只是同链表打交道，极大地简化了对数据 的组织；另外一点是链表的增加不受限制，能动态增 长， 新的节点对象创建成功， 就可以将其对象指针直接 添加或插入到链表，而数组要受到定义好的数组上限 的限制， 定义的上限过大时， 浪费内存， 定义过小时， 不 能满足需要 ， 并且数组的插入比较麻烦。 2 ． 2 工作面结构类设计 针对软件进行地表移动预计采用的方法是概率 积分法， 设计工作面类所需的成员变量和成员函数， 具体设计如下 c l a s s CFa c e s { p u b l i c C S t r i n g n a me ； ， ／ 工作面名称 C L i s t v L i s t ；／ ／ 工作面角 点链表 c T im e F a c e b e g i n T i m e ， F a c e E n d T i m e ； ／ ／ 工作面起 止时间 d o u b s l ， s 2 ， s 3 ，s 4 ； ， ／ 拐点偏移距 m d o u b l e b e it a ； ／ 住 要影响角境d o u b l e m te p 1．e n g t h ； ， ／ 日进尺 d o u b l e M ； ， ／ 采厚 m d o u b l e a l f a ； ， ／ 煤层倾角 d o u b l e d i r e c t io n ；／／ I作面推进方向d o u b l e f a i ； 层倾向 d o u b l e q ； ， 门 F 沉系数d o u b l e b ； k 平移动系数 d o u b l e c i t a ；／ ／ 最大下沉角 p ub l i c v 0 i d D o D i r e c t i o n ；， ／ 求工作面推进方向及工作 面煤层倾向 b o o l L 0 c a t i0 n C V e r t e x * v l ， C V e r t e x ，- v 2 ；／ 计 算工 作面的推进位置 C F a c e s ；／ ， 构造 函数 v i r t u a l C F a c e s ； ／ ／ 析构函数 } 。 3 结果输出 3 ． 1 视图类设计 在V c 中， 视图是用于显示文档并管理文档与 用户的交互。 在本软件中， 视图的主要功能是显示输 出所建立的数据模型和预计的结果，根据这些功能 的需要， 为视图类添加和重载的函数如下 b o o l b S e t u p P ix e F o r m a t ； ／ 伧0 建像素格式 v o i d I n i t ； ／ ， 初始化绘图环境 v i r t u a l v 0 i d O n D r a w C D C *p D C ； 宦 载 C V i e w 类 的O n D r a w 成员函数 下转第3 7 页 ．1 9 ． 维普资讯 2 0 0 4 年2月 矿 业安 全 与环保 第3 1 卷第1 期 外， 一些企业对环保和土地复垦认识不足。 对矿山土地复垦的建议 1 土地复垦是事关我们子孙后代 的大事 ， 国家 应加强土地复垦工作的专门立法，采取贴息和低税 收、 低息贷款等一系列优惠政策， 鼓励企业和社会进 行土地复垦。 2 积极开展矿 山土地 复垦理论研究 ， 使矿 山土 地复垦与生态重建的 目标 和步骤适应新形式 的经济 发展， 在取得环境效益的同时取得经济效益。 3 加强环保复垦的宣传， 增强工矿企业、 民众的 环保复垦意识。 4建立矿山环境恢复治理履约保证金制度 ， 对 矿山土地复垦 ， 部分资金可由保证金支付。 5 建立复垦专项基金， 对一些老矿山遗留下来 的生态环境包袱 ， 政府应投入必要 的资金 ， 鼓励企业 开展土地复垦。 6 改革矿区土地征用制度 ， 理顺矿 山企业与地 方政府之间的关系 ， 本着 “ 谁治理 ， 谁受益”的原则 ， 保障企业复垦的经济利益。 7 加强对矿山复垦后的管理。 屏弃只复垦， 不注 意管理的做法。这一点昆阳磷矿的成功经验值得借 鉴 。 8 积极开展多种复垦方式 ， 鼓励社会 和个人参 加复垦 ，如“ 农 民集资复垦”， “ 租地”， “ 赔偿加复 垦” 等方式 。 参考文献 [ 1 ]张志礼． 铁矿资源开发理论与实践【 M】 ． 北京 冶金工业出 版 社。 1 9 9 7 [ 2 ]中国冶金百科全书总编辑委员会 采矿 卷编辑委员 会 中国冶金 百科全书 采矿分册 【 M 】 ． 北京 冶金工业 出版社 ， 1 9 9 9 [ 3]陈龙乾． 矿区土地复垦与使用制度改革探讨【 J 】 ． 中国煤炭， 1 9 9 8 ， 2 4 6 1 2 - 1 5 [ 4]王永生， 郑敏． 废弃矿坑综合利用【 J 】 ． 中国矿业， 2 0 0 2 ， 1 1 6 6 5 6 7 责任编辑 吴 自立 上接第1 9 页 表 v o i d D r a w S c e n e ； ／ ／ 绘制场景 v o i d T r i a n g u l a t e ； ／ ／ 对离散点进行三角剖分 v o i d s e d i g h t ； ／ ／ 设置灯光 v o i d D r a w C o o r d i n a t e ； ／ ／ 绘制坐标轴 v o i d D r a w L i n e s ； ／ ／ 绘制测线 v o i d D r a w Wo r k f a c e ； ／ ／ 绘制工作面 v o i d D r a w Ma p ； ／ ／ 根据设置 ， 绘制彩 色云 图或 等值线图 v o i d U p d a t e L e v e l s ； ／ 便 新图例列表 b o o l G e t I s o l i n e Ve r t e x CVe r t e x v l ， C Ve r t e x v 2 ， C V e r t e x v , d o u b l e v a l u e ； ／ ／ 计算等值线节点 v o i d C al e u l a t e R GB d o u b l e z , d o u b l e C o l o r R ． d o u b l e C o l o r G ，d o u b l e C o l o r B ； ／ ／ 计算值z 对应的R G B 色 彩。 3 ． 2 文档类设计 文档类是用于管理、 保存应用程序的各种数据。 在本软件中，所管理的主要数据都以成员变量 的形 式添加到文档类 ， 为了能将数据保存输出到文件中 ， 还需重载文档类的S e r i a l i z e 函数 ， 具体设计如下 p u b l i c ／ ／ 添加的成员变量 C L i s t v e r te x L i s t ；／ ／ 角点 链 表 C L i s t T r i ang l e L i s t ； ／／ 三角形链表 C L i s t D o t s L i s t ；／ ／ 测点链 C L i s t C F a c e s * , C F a c e s Wo r k f a c e L i s t ；／ ／ 工 作面链表 C T i m e P r e d i c t T i m e ； ／ ／ 预计时间 b o o l C a l c u l a t e d ；／ ／ 是否完成计算 p u b l i c v i r t u a l v o i d S e ri ali z e C A r c h i v e 盯 ；／ ／ 重 载序 列 化函数。 4 结论 1 分析 了开采沉陷预计软件的数据组成 ， 并设计 了相应的数据类 ， 使得软件的构造与设计更加容易， 更加有数 ， 大大提高了软件的开发效率和质量 。 2 软件中使用链表类， 解决了数据动态增长的问 题 ， 从而使预计 的工作面 、 预计点数 目不受限制 ， 增 强了软件的可靠性和实用性。 3 通过合理的数据组织， 将图形输出功能集成到 软件 中， 而不必使用其它软件就可完成等值线图 、 彩 色云图 、 曲线图的绘制 ， 大大方便了用户 。 参考文献 [ 1 ]国家煤炭工业局． 建筑物、 水体、 铁路及主要井巷煤柱留 设与压煤开采规程[ M] ． 北京 煤炭工业出版社， 2 0 0 0 [ 2]官章全， 刘加明． V i s u a l C 6 ．0 类库大全 [ M] ． 北京 电子 工业 出版社 ． 1 9 9 9 责任编辑 吴 自立 3 7 维普资讯
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