ＡＲＴＩＦＩＣＩＡＬＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＣＥＡＮＤＩＤＥＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ
ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ
人工智能及识别技术
矿体三维实体构建子系统的ＵＭＬ模型设计
张瀚瑞１，张春明－。王青１，杨继东２
（１．东北大学，沈阳１１０００６；２．辽宁创铭电子工程有限公司，沈阳１１０００４）
摘
要：在露天金属矿优化设计系统三维实体建模过程中，从需求分析、总体设计，再到详细设计，全部采用ＵＭＬ
语言进行可视化建模，取得较好效果。关键词：ＵＭＬ语言；模型；系统
ＵＭＬＭｏｄｅｌ
Ｄｅｓｉｇｎｏｆ
ＭｅｔａｌＭｉｎｅ
３ＤＯｒｅｂｏｄｙＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｕｂｓｙｓｔｅｍ
ＺＨＡＮＧＨａｎ—ｒｕｉｌ，ＺＨＡＮＧＣｈｕｎ—ＩＩｌｉＩｌ９１，ＷＡＮＧ
Ｑｉｎ９１。ＹＡＮＧ
Ｊｉ－ｄｏｎ９２
（１．ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４，Ｃｈｉｎａ；
２．ＬｉａｏｎｉｎｇＣｈｕａｎｇｍｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｏｒｅｂｏｄｙｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭｏｄｅｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆＯｐｅｎ－ｐｉｔＭｅｔａｌＭｉｎｅＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ＆ＤｅｓｉｇｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ，ｇｅｎｅｒａｌ
ｄｅｓｉｇｎ
ａｎｄｄｅｔｍｌｄｅｓｉｇｎｅｔｃ．ａｌｌ
ｕｓｅ
ＵＭＬｇｏ
ｏｎ
ｖｉｅｄｏｍｏｄｅｌ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ
ａｒｅ
ｒａｔｈｅｒｄｅｓｉｒａｂｌｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＵＭＬｌａｎｇｕａｇｅ；Ｍｏｄｅｌ；Ｓｙｓｔｅｍ
ＵＭＬ统一建模语言具有定义良好、易于表达、功能强大行为的类和其他元素总称。每个用例都有一个相应的协作来和便于交流等特点。不仅支持面向对象的分析与设计，而且实现。故不必显式为其建模。通过需求分析，建立系统用例支持从需求分析开始的软件开发全过程。ＵＭＬ语言提供了一图。如图１所示。用例图包括用例、参与者（代表特定功能个标准的、统一的和可视化的建模符号体系，能够建立系统的角色）以及依赖、类属和关联关系。先画参与者。再列出的图形化可视模型．使系统结构直观易懂。ＵＭＬ符号具有良每个参与者的用例。参与者代表角色，而不是职位。图１中好的语义，不会引起歧义１１】。
的系统用户可以是采矿工程师、技术人员和管理人员。参与在ＭｅｔａｌＭｉｎｅｒ露天金属矿优化设计系统之矿体三维实体者可以是人，也可以是系统外部的软件系统、硬件乃至数据构建子系统的开发过程中，从需求分析到总体设计，再到详库系统，如剖面轮廓数据库等。
细设计，全部采用ＵＭＬ语言建模，取得较好效果。以下为系统ＵＭＬ建模过程及部分实例。
１
ＵＭＬ模型概述
？一
ＵＭＬ语言为系统建模提供了９种不同的图，分别从不同
早
慕ｊ
，，—————、＜７
轮矗数拓库
方面和不同角度为软件系统分析、设计到实现提供有力支持。ｎ
其中类图、对象、用例图、组件图和配置图为系统的静态方系统用户
少■一（墨殴
＼、、十
面建模，而时序图、协作图、状态图和活动图则为系统的动入
态方面建模。
第三方软件系统
在不同的阶段需要建立不同的模型，同样类型的图在不图１
系统用例图
同的阶段其侧重也不同。例如．在软件开发的不同阶段虽都用例捕捉系统行为。但未规定怎样实现行为。系统分析使用类图，但这些类图描述了不同层次的抽象。在需求分析是规定行为，而不是规定怎样实现这些行为。因用例图没有阶段，类图是所研究的问题域中的概念，即处于概念层；在显示不同的场景或称脚本，故在迭代开发细化阶段，需建立设计阶段，类图描述类与类之间的接口，即处于说明层；在事件流文档，为用例图配上结构化叙述的文本，且随着分析实现阶段，类图描述软件系统中类的实现，即处于实现层。的深入，不断添加更多细节。事件流例子如图２所示。类图还可以为数据库建模。
２系统模型
基金项目：国家自然科学基金（５０９７４０４１），教育部博士点基用例模型用于在需求分析阶段描述待开发系统的功能需金（２００９００４２１２００４０），辽宁省自然科学基金（２００９３９１０）资
求。它将系统看作黑盒，从外部参与者的角度来理解系统，助项目。
驱动需求分析之后各阶段开发工作，不仅在开发过程中保证作者简介：张瀚瑞（１９９３一），男，本科；王青（１９６３一），男，系统所有功能的实现，而且还用于验证和检测开发的系统是教授。博士导师。
否满足系统需求。实现用例的元素是协作。协作是实现用例
收稿日期：２０１３—１１埘
万方数据
电脑编程技巧与维护
１“构建矿体三维实体”用倒的事件流１．１前置条件：矿体剖面数据采集完毕。
１．２后置条件：矿体三维实体构建完成。屏幕显示构建完成的三维实体模型。因构成实体表面的数据（三角面片）已存储到相应的双向链表中，故以后显示三维实体模型时可直接调用，不必重建。如构建失败．则系统状态无变化。
１．３扩充点：无１．４事件流１．４】基流
（１）从数据库或数据文件中获取矿体二维剖面数据。（２）将剖面轮廓保存到剖面轮廓双向链表中。
（３）利用本文提出的新算法，依次对相邻剖面上的一对剖面轮廓线进行三维表面重构（Ｅ—ｌ、Ｅ－２）。
（４）将实体表面的数据（三角面片）存储到相应的双向链表。（５）根据用户设置，显示构建完成的矿体三维实体模型。１．４．２分支流：无１．４．３替代流
Ｅ一１若矿体剖面数据不存在、数据格式错误或数据库连接失败。则用例终止。
Ｅ．２若仅有】个剖面数据，则用例终止。
图２
由于本系统每个矿体或矿体分支作为独立实体，因此，每个用例可用一个或多个时序图来详细描述。上述用例Ｏ斗ｊ八
图３“构建矿体三维实体”用例对应的时序图
时序图和协作图一样都属于交互作用图。两者以不同的活动图主要是一个流图，描述了从活动到活动的流，还万方数据
动。通常活动图的上下文可以是系统、子系统、操作或类。活动图还可以用来描述用例脚本。“构建矿体三维实体”用
例对应的活动图如图３所示。
图４
“构建矿体三维实体”用例对应的活动图
活动图描述了发生了什么，但没有说明该项活动由谁来完成。泳道解决了这一问题，它将活动图的逻辑描述与时序图、协作图的责任描述结合起来。泳道用矩形框表示，属于部，表示泳道中的活动由该对象负责。
在处理复杂问题时．通常使用分类方法来有效地降低问客观世界的实体映射为对象，并归纳成类。类、对象以及它图）和对象模型（类的实例）揭示系统结构，是面向对象系图５系统类图
类很少独立存在，大多数类以某种方式彼此协作。故在采用双向链表数据结构分别对不同矿体或矿体分支进行描述。可简化程序设计的复杂程度。
对应时序图如图３所示。
某个泳道的活动放在该矩形框内．将对象名放在矩形框的项题的复杂性。在面向对象建模技术中，也可采用同样方法将们之间的关系是面向对象技术中最基本的元素。类模型（类统建模常用的图。描述了类集、接口集、协作及它们之间的关系。类图为系统的静态方面建模，是定义其他图的基础。此外，还可为逻辑数据库模式建模。本系统类图如图５所示。
方式表达了类似的信息，时序图描述了消息的时间顺序，协作图描述了对象间的关系，它们之间可以相互转换。时序图存在两个轴，水平轴表示不同的对象，垂直轴表示时间。时序图中的对象用一个有垂直虚线的矩形表示。并标有对象名和类名。垂直虚线是对象的生命线，用于表示在某段时间内该对象是存在的。对象间的通信通过在对象的生命线间画上消息来表示。
可以用来描述对象在控制流的不同点从一个状态转移到另一个状态时的对象流。活动图用于为系统的动态方面建模，包括系统中任意一种抽象（包括类、接口、组件、节点）的活
为系统建模时，不仅需从问题域的词表中抽象出类和对象，还要描述这些抽象间的关系。关系是事物间的连接。在面向对象建模中有４种主要关系。即依赖关系、类属关系、关联关系和实现关系。依赖关系描述类之间的使用关系；类属关
≮鳓勰蕊
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人工智能及识别技术
顶点三维坐标数据及该轮廓所属矿体编号。每个三维矿体实际上就是由这些编号与矿体编号相同的一系列矿体剖面轮廓，按照高程从小到大或从大到小的顺序，依次重构而成。笔者采用数组作为二维矿体剖面轮廓线的数据存储结构，即根据轮廓线顶点的个数，动态分配数组存储空间，并依次记录每条矿体剖面轮廓线上各顶点三维坐标（ｘ，Ｙ，ｚ）。例如，某条轮廓线顶点坐标按下列格式存储到二维数组ｐｏｌｙｇｏｎＮｏｄｅｓ口［３】中：
｛｛５０３０５．６６０，５０６２１．５５Ｚ４０６．０００｝，｛５０３０５．６６０，５０６１５．３１４，（２）三维矿体数据结构
采用不规则三角形网模型描述矿体表面的空间形态，即用三角面片来近似模拟三维矿体表面。因这些三角面片是在用二维矿体剖面轮廓线重构矿体三维实体的过程中生成，故三维矿体数据结构中既要包括一系列相关的二维矿体剖面轮廓数据，又要包括在三维重构过程中生成的三角面片数据。采用两个双向链表分别作为一系列二维矿体剖面轮廓线和矿体表面三角面片的数据存储结构．即：
系描述类之间“一般”与“特殊”的关系：关联关系描述对象问的结构关系：实现关系描述规定协议的元素和遵守协议的元素之间的关系．例如接口与实现接口的类或组件之间的关系、用例和协作之间的关系。从本系统类图中可以看到类之间存在的种种关系。
将系统功能进行封装，制成组件，供第三方软件系统调用。组件是一系列其他逻辑单元（类和协作）的物理实现。组件可以是图形界面．也可以是非图形界面。接口是操作的集合，规定类和组件的服务。虽然组件和类均可实现接口，但它们之间有明显区别。例如，制成组件以后，服务只能通过接口来访问。用什么组件实现接口不会影响使用接口的组件，即可以用更先进的算法替代原组件，而不必修改第三方软件，完全符合软件工程中的“低耦合，高内聚”原则。组件图描述组件及组件间的关系，表示组件之间的组织和依赖
关系（图６）。
４０６．０００｝，｛５０３０５．６６０，５０５５０．３２８，４０６．０００），…）。
刷面轮廓线链表
图６组件图
ｌｉｓｔ＜ＰｏｌｙｇｏｎＣｏｎｔｏｕｒ＞ｐｏｌｙｇｏｎＣｏｎｔｏｕｒＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ；
／／矿体
ｌｉｓｔ＜ＴｒｉａｎｇｕｌａｒＰｌａｎｅ＞ｔｒｉａｎｇｕｌａｒＰｌａｎｅＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ；
图６中用户接口组件只需调用三维实体重构组件接口函数Ｂｕｉｌｄ３ＤＭｏｄｅｌ即可实现矿体三维实体建模。
，，矿体表面三角面片链表
其中矿体剖面轮廓类基本结构如下：
ｃｌａｓｓ
ＰｏｌｙｇｏｎＣｏｎｔｏｕｒ｛
３系统数据结构模型
数据结构模型是构建矿体三维实体模型的基础．重要性不言而喻。数据结构可采用类图建模，如图５所示。
由于本系统采用由多种单一模型（如矿体剖面模型和不规则三角网模型等）构成的混合数据模型来为矿体三维实体建模，因此，必须设计出与之相适应的数据结构模型。以下为本系统采用的几种数据结构模型。
（１）二维矿体剖面轮廓数据结构
一般可以通过坐标投影变换将相邻轮廓线上的顶点坐标（三维）投影到当前轮廓线所在的平面（各点高程相同，故可视为二维），以降低处理的复杂程度。即：先计算当前轮廓线任意不共线三点的法向量．再通过计算平均值求得所在平面的法向量。然后将轮廓线上的点投影到该平面。因文中涉及的矿体剖面之间相互平行，故无需进行坐标投影变换。
二维矿体剖面轮廓数据结构相对简单，主要包括轮廓各
臌组指针
ＧＬｆｌｏａｔ（＊ｐｏｌｙｇｏｎＮｏｄｅｓ）［３】；
ＧＬｉｎｔｎｏｄｅＣｏｕｎｔ；ＧＬｉｎｔＯｒｅｌＤ；ｌ
／／轮廓线顶点坐标
，，轮廓线顶点个数
，，所属矿体编号
三角面片类基本结构如下：
ｃｌａｓｓ
ＴｒｉａｎｇｕｌａｒＰｌａｎｅ｛
ＧＬｆｌｏａｔＮｏｄｅｌ【３】３；／／三角面片第一个顶点的坐标
ＧＬｆｌｏａｔ
Ｎｏｄｅ２【３】３；／／三角面片第二个顶点的坐标
ＧＬｆｌｏａｔＮｏｄｅ３【３】；｝，，三角面片第三个顶点的坐标矿体两端表面采用从尖灭点到两端的剖面轮廓逐个边线连成的三角面片进行描述。
ｃｌａｓｓＣａｐＥｎｄ｛ｐｒｉｖａｔｅ：ＧＬｆｌｏａｔＶｅｒｔｅｘ【３】；｝／，矿体
腆灭点的坐标
用ＵＭＬ语言为系统建模是一种切实可行的高效建模方法。
参考文献
【１】冀振燕．ＵＭＬ系统分析设计与应用案例［Ｍ】．北京：人
民邮电出版社．２００３．
Ｊｔ龇—‘Ｉｉ－．１止．‘ｌＬＪ屯４Ｌ４‘ＬｊＩＬＪ吐Ｉｊ‘Ｌ．‘ＩＬ４＿ＬｊｌＬ４＿ＬＩ‘‘ｊ屯ｊＩＬ４Ｌ４ＬＩ‘ＩＬＪ‘ｊ‘ＬｊＩＬｊ‘ＬｊｌＬｊ止ｊｌＬ．摹ｔＪＬ．‘ｔ．摹‘ＬＩ‘ＩＬＪ‘Ｌｊ‘Ｌ．‘ＩＬ．摹‘Ｌｊ‘４Ｌｊ‘ｊ‘ＬＪｔｊＩＬ．摹ＩＬｊ止ｊＩＬｊ止
（上接第６３页）
［Ｏｎｌｉｎｅ］Ａｖａｉｌａｂｌｅ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗ３．ｏｒｇ／ＴＲ／２００３／ＲＥＣ—ＳＶＧｌ
２００３０１１４／．Ｗ３ＣＲｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ２００３．
１—
４结语
基于ＳＶＧ的Ｗｅｂ绘图软件可以用在各种采用Ⅲ浏览器绘制矢量图形的场景中，只要稍加修改就可以作为Ｗｅｂ应用软件的一个子模块进行灵活应用。该软件曾在铁路站场图管
理、工务生产调度指挥系统等软件开发中得到成功应用．取
［２］Ｓｅａｌａｂｌｅ
Ｖｅｃｔｏｒ
Ｇｒａｐｈｉｃｓ（ＳＶＧ）１．１（ＳｅｃｏｎｄＥｄｉｔｉｏｎ）．
Ｒｅｃ－
［Ｏｎｌｉｎｅ】Ａｖａｉｌａｂｌｅ：ｈｔｔｐ：ｌｌｗｗｗ．ｗ３．ｏｒｇｆｒＲ／ＳＶＧｌ１／．Ｗ３Ｃ
ｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ２０１１．
［３】ＮｉｃｈｏｌａｓＣ．Ｚａｋａｓ．Ｊａｖａ．Ｓｃｒｉｐｔ高级程序设计．李松峰，曹
力，译．２版．北京：人民邮电出版社。２０１０．［４】Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ
得了很好的效果。
参考文献
［１】Ｓｃａｌａｂｌｅ
Ｖｅｃｔｏｒ
Ｎａｇｅｌ，Ｂｉｌｌ
Ｅｖｊｅｎ，ＪａｙＧｌｙｎｎ，等．Ｃ＃高级编程．
Ｇｒａｐｈｉｃｓ（ＳＶＧ）１．１Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ［ｚ１．
李铭，译．７版．北京：清华大学出版社．２０１１．
万方数据
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ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ
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矿体三维实体构建子系统的ＵＭＬ模型设计
张瀚瑞１，张春明－。王青１，杨继东２
（１．东北大学，沈阳１１０００６；２．辽宁创铭电子工程有限公司，沈阳１１０００４）
摘
要：在露天金属矿优化设计系统三维实体建模过程中，从需求分析、总体设计，再到详细设计，全部采用ＵＭＬ
语言进行可视化建模，取得较好效果。关键词：ＵＭＬ语言；模型；系统
ＵＭＬＭｏｄｅｌ
Ｄｅｓｉｇｎｏｆ
ＭｅｔａｌＭｉｎｅ
３ＤＯｒｅｂｏｄｙＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｕｂｓｙｓｔｅｍ
ＺＨＡＮＧＨａｎ—ｒｕｉｌ，ＺＨＡＮＧＣｈｕｎ—ＩＩｌｉＩｌ９１，ＷＡＮＧ
Ｑｉｎ９１。ＹＡＮＧ
Ｊｉ－ｄｏｎ９２
（１．ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４，Ｃｈｉｎａ；
２．ＬｉａｏｎｉｎｇＣｈｕａｎｇｍｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｏｒｅｂｏｄｙｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭｏｄｅｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆＯｐｅｎ－ｐｉｔＭｅｔａｌＭｉｎｅＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ＆ＤｅｓｉｇｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ，ｇｅｎｅｒａｌ
ｄｅｓｉｇｎ
ａｎｄｄｅｔｍｌｄｅｓｉｇｎｅｔｃ．ａｌｌ
ｕｓｅ
ＵＭＬｇｏ
ｏｎ
ｖｉｅｄｏｍｏｄｅｌ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ
ａｒｅ
ｒａｔｈｅｒｄｅｓｉｒａｂｌｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＵＭＬｌａｎｇｕａｇｅ；Ｍｏｄｅｌ；Ｓｙｓｔｅｍ
ＵＭＬ统一建模语言具有定义良好、易于表达、功能强大行为的类和其他元素总称。每个用例都有一个相应的协作来和便于交流等特点。不仅支持面向对象的分析与设计，而且实现。故不必显式为其建模。通过需求分析，建立系统用例支持从需求分析开始的软件开发全过程。ＵＭＬ语言提供了一图。如图１所示。用例图包括用例、参与者（代表特定功能个标准的、统一的和可视化的建模符号体系，能够建立系统的角色）以及依赖、类属和关联关系。先画参与者。再列出的图形化可视模型．使系统结构直观易懂。ＵＭＬ符号具有良每个参与者的用例。参与者代表角色，而不是职位。图１中好的语义，不会引起歧义１１】。
的系统用户可以是采矿工程师、技术人员和管理人员。参与在ＭｅｔａｌＭｉｎｅｒ露天金属矿优化设计系统之矿体三维实体者可以是人，也可以是系统外部的软件系统、硬件乃至数据构建子系统的开发过程中，从需求分析到总体设计，再到详库系统，如剖面轮廓数据库等。
细设计，全部采用ＵＭＬ语言建模，取得较好效果。以下为系统ＵＭＬ建模过程及部分实例。
１
ＵＭＬ模型概述
？一
ＵＭＬ语言为系统建模提供了９种不同的图，分别从不同
早
慕ｊ
，，—————、＜７
轮矗数拓库
方面和不同角度为软件系统分析、设计到实现提供有力支持。ｎ
其中类图、对象、用例图、组件图和配置图为系统的静态方系统用户
少■一（墨殴
＼、、十
面建模，而时序图、协作图、状态图和活动图则为系统的动入
态方面建模。
第三方软件系统
在不同的阶段需要建立不同的模型，同样类型的图在不图１
系统用例图
同的阶段其侧重也不同。例如．在软件开发的不同阶段虽都用例捕捉系统行为。但未规定怎样实现行为。系统分析使用类图，但这些类图描述了不同层次的抽象。在需求分析是规定行为，而不是规定怎样实现这些行为。因用例图没有阶段，类图是所研究的问题域中的概念，即处于概念层；在显示不同的场景或称脚本，故在迭代开发细化阶段，需建立设计阶段，类图描述类与类之间的接口，即处于说明层；在事件流文档，为用例图配上结构化叙述的文本，且随着分析实现阶段，类图描述软件系统中类的实现，即处于实现层。的深入，不断添加更多细节。事件流例子如图２所示。类图还可以为数据库建模。
２系统模型
基金项目：国家自然科学基金（５０９７４０４１），教育部博士点基用例模型用于在需求分析阶段描述待开发系统的功能需金（２００９００４２１２００４０），辽宁省自然科学基金（２００９３９１０）资
求。它将系统看作黑盒，从外部参与者的角度来理解系统，助项目。
驱动需求分析之后各阶段开发工作，不仅在开发过程中保证作者简介：张瀚瑞（１９９３一），男，本科；王青（１９６３一），男，系统所有功能的实现，而且还用于验证和检测开发的系统是教授。博士导师。
否满足系统需求。实现用例的元素是协作。协作是实现用例
收稿日期：２０１３—１１埘
万方数据
电脑编程技巧与维护
１“构建矿体三维实体”用倒的事件流１．１前置条件：矿体剖面数据采集完毕。
１．２后置条件：矿体三维实体构建完成。屏幕显示构建完成的三维实体模型。因构成实体表面的数据（三角面片）已存储到相应的双向链表中，故以后显示三维实体模型时可直接调用，不必重建。如构建失败．则系统状态无变化。
１．３扩充点：无１．４事件流１．４】基流
（１）从数据库或数据文件中获取矿体二维剖面数据。（２）将剖面轮廓保存到剖面轮廓双向链表中。
（３）利用本文提出的新算法，依次对相邻剖面上的一对剖面轮廓线进行三维表面重构（Ｅ—ｌ、Ｅ－２）。
（４）将实体表面的数据（三角面片）存储到相应的双向链表。（５）根据用户设置，显示构建完成的矿体三维实体模型。１．４．２分支流：无１．４．３替代流
Ｅ一１若矿体剖面数据不存在、数据格式错误或数据库连接失败。则用例终止。
Ｅ．２若仅有】个剖面数据，则用例终止。
图２
由于本系统每个矿体或矿体分支作为独立实体，因此，每个用例可用一个或多个时序图来详细描述。上述用例Ｏ斗ｊ八
图３“构建矿体三维实体”用例对应的时序图
时序图和协作图一样都属于交互作用图。两者以不同的活动图主要是一个流图，描述了从活动到活动的流，还万方数据
动。通常活动图的上下文可以是系统、子系统、操作或类。活动图还可以用来描述用例脚本。“构建矿体三维实体”用
例对应的活动图如图３所示。
图４
“构建矿体三维实体”用例对应的活动图
活动图描述了发生了什么，但没有说明该项活动由谁来完成。泳道解决了这一问题，它将活动图的逻辑描述与时序图、协作图的责任描述结合起来。泳道用矩形框表示，属于部，表示泳道中的活动由该对象负责。
在处理复杂问题时．通常使用分类方法来有效地降低问客观世界的实体映射为对象，并归纳成类。类、对象以及它图）和对象模型（类的实例）揭示系统结构，是面向对象系图５系统类图
类很少独立存在，大多数类以某种方式彼此协作。故在采用双向链表数据结构分别对不同矿体或矿体分支进行描述。可简化程序设计的复杂程度。
对应时序图如图３所示。
某个泳道的活动放在该矩形框内．将对象名放在矩形框的项题的复杂性。在面向对象建模技术中，也可采用同样方法将们之间的关系是面向对象技术中最基本的元素。类模型（类统建模常用的图。描述了类集、接口集、协作及它们之间的关系。类图为系统的静态方面建模，是定义其他图的基础。此外，还可为逻辑数据库模式建模。本系统类图如图５所示。
方式表达了类似的信息，时序图描述了消息的时间顺序，协作图描述了对象间的关系，它们之间可以相互转换。时序图存在两个轴，水平轴表示不同的对象，垂直轴表示时间。时序图中的对象用一个有垂直虚线的矩形表示。并标有对象名和类名。垂直虚线是对象的生命线，用于表示在某段时间内该对象是存在的。对象间的通信通过在对象的生命线间画上消息来表示。
可以用来描述对象在控制流的不同点从一个状态转移到另一个状态时的对象流。活动图用于为系统的动态方面建模，包括系统中任意一种抽象（包括类、接口、组件、节点）的活
为系统建模时，不仅需从问题域的词表中抽象出类和对象，还要描述这些抽象间的关系。关系是事物间的连接。在面向对象建模中有４种主要关系。即依赖关系、类属关系、关联关系和实现关系。依赖关系描述类之间的使用关系；类属关
≮鳓勰蕊
ＡＲＴＩＦＩＣＩＡＬＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＣＥＡＮＤＩＤＥＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ
ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ
人工智能及识别技术
顶点三维坐标数据及该轮廓所属矿体编号。每个三维矿体实际上就是由这些编号与矿体编号相同的一系列矿体剖面轮廓，按照高程从小到大或从大到小的顺序，依次重构而成。笔者采用数组作为二维矿体剖面轮廓线的数据存储结构，即根据轮廓线顶点的个数，动态分配数组存储空间，并依次记录每条矿体剖面轮廓线上各顶点三维坐标（ｘ，Ｙ，ｚ）。例如，某条轮廓线顶点坐标按下列格式存储到二维数组ｐｏｌｙｇｏｎＮｏｄｅｓ口［３】中：
｛｛５０３０５．６６０，５０６２１．５５Ｚ４０６．０００｝，｛５０３０５．６６０，５０６１５．３１４，（２）三维矿体数据结构
采用不规则三角形网模型描述矿体表面的空间形态，即用三角面片来近似模拟三维矿体表面。因这些三角面片是在用二维矿体剖面轮廓线重构矿体三维实体的过程中生成，故三维矿体数据结构中既要包括一系列相关的二维矿体剖面轮廓数据，又要包括在三维重构过程中生成的三角面片数据。采用两个双向链表分别作为一系列二维矿体剖面轮廓线和矿体表面三角面片的数据存储结构．即：
系描述类之间“一般”与“特殊”的关系：关联关系描述对象问的结构关系：实现关系描述规定协议的元素和遵守协议的元素之间的关系．例如接口与实现接口的类或组件之间的关系、用例和协作之间的关系。从本系统类图中可以看到类之间存在的种种关系。
将系统功能进行封装，制成组件，供第三方软件系统调用。组件是一系列其他逻辑单元（类和协作）的物理实现。组件可以是图形界面．也可以是非图形界面。接口是操作的集合，规定类和组件的服务。虽然组件和类均可实现接口，但它们之间有明显区别。例如，制成组件以后，服务只能通过接口来访问。用什么组件实现接口不会影响使用接口的组件，即可以用更先进的算法替代原组件，而不必修改第三方软件，完全符合软件工程中的“低耦合，高内聚”原则。组件图描述组件及组件间的关系，表示组件之间的组织和依赖
关系（图６）。
４０６．０００｝，｛５０３０５．６６０，５０５５０．３２８，４０６．０００），…）。
刷面轮廓线链表
图６组件图
ｌｉｓｔ＜ＰｏｌｙｇｏｎＣｏｎｔｏｕｒ＞ｐｏｌｙｇｏｎＣｏｎｔｏｕｒＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ；
／／矿体
ｌｉｓｔ＜ＴｒｉａｎｇｕｌａｒＰｌａｎｅ＞ｔｒｉａｎｇｕｌａｒＰｌａｎｅＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ；
图６中用户接口组件只需调用三维实体重构组件接口函数Ｂｕｉｌｄ３ＤＭｏｄｅｌ即可实现矿体三维实体建模。
，，矿体表面三角面片链表
其中矿体剖面轮廓类基本结构如下：
ｃｌａｓｓ
ＰｏｌｙｇｏｎＣｏｎｔｏｕｒ｛
３系统数据结构模型
数据结构模型是构建矿体三维实体模型的基础．重要性不言而喻。数据结构可采用类图建模，如图５所示。
由于本系统采用由多种单一模型（如矿体剖面模型和不规则三角网模型等）构成的混合数据模型来为矿体三维实体建模，因此，必须设计出与之相适应的数据结构模型。以下为本系统采用的几种数据结构模型。
（１）二维矿体剖面轮廓数据结构
一般可以通过坐标投影变换将相邻轮廓线上的顶点坐标（三维）投影到当前轮廓线所在的平面（各点高程相同，故可视为二维），以降低处理的复杂程度。即：先计算当前轮廓线任意不共线三点的法向量．再通过计算平均值求得所在平面的法向量。然后将轮廓线上的点投影到该平面。因文中涉及的矿体剖面之间相互平行，故无需进行坐标投影变换。
二维矿体剖面轮廓数据结构相对简单，主要包括轮廓各
臌组指针
ＧＬｆｌｏａｔ（＊ｐｏｌｙｇｏｎＮｏｄｅｓ）［３】；
ＧＬｉｎｔｎｏｄｅＣｏｕｎｔ；ＧＬｉｎｔＯｒｅｌＤ；ｌ
／／轮廓线顶点坐标
，，轮廓线顶点个数
，，所属矿体编号
三角面片类基本结构如下：
ｃｌａｓｓ
ＴｒｉａｎｇｕｌａｒＰｌａｎｅ｛
ＧＬｆｌｏａｔＮｏｄｅｌ【３】３；／／三角面片第一个顶点的坐标
ＧＬｆｌｏａｔ
Ｎｏｄｅ２【３】３；／／三角面片第二个顶点的坐标
ＧＬｆｌｏａｔＮｏｄｅ３【３】；｝，，三角面片第三个顶点的坐标矿体两端表面采用从尖灭点到两端的剖面轮廓逐个边线连成的三角面片进行描述。
ｃｌａｓｓＣａｐＥｎｄ｛ｐｒｉｖａｔｅ：ＧＬｆｌｏａｔＶｅｒｔｅｘ【３】；｝／，矿体
腆灭点的坐标
用ＵＭＬ语言为系统建模是一种切实可行的高效建模方法。
参考文献
【１】冀振燕．ＵＭＬ系统分析设计与应用案例［Ｍ】．北京：人
民邮电出版社．２００３．
Ｊｔ龇—‘Ｉｉ－．１止．‘ｌＬＪ屯４Ｌ４‘ＬｊＩＬＪ吐Ｉｊ‘Ｌ．‘ＩＬ４＿ＬｊｌＬ４＿ＬＩ‘‘ｊ屯ｊＩＬ４Ｌ４ＬＩ‘ＩＬＪ‘ｊ‘ＬｊＩＬｊ‘ＬｊｌＬｊ止ｊｌＬ．摹ｔＪＬ．‘ｔ．摹‘ＬＩ‘ＩＬＪ‘Ｌｊ‘Ｌ．‘ＩＬ．摹‘Ｌｊ‘４Ｌｊ‘ｊ‘ＬＪｔｊＩＬ．摹ＩＬｊ止ｊＩＬｊ止
（上接第６３页）
［Ｏｎｌｉｎｅ］Ａｖａｉｌａｂｌｅ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗ３．ｏｒｇ／ＴＲ／２００３／ＲＥＣ—ＳＶＧｌ
２００３０１１４／．Ｗ３ＣＲｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ２００３．
１—
４结语
基于ＳＶＧ的Ｗｅｂ绘图软件可以用在各种采用Ⅲ浏览器绘制矢量图形的场景中，只要稍加修改就可以作为Ｗｅｂ应用软件的一个子模块进行灵活应用。该软件曾在铁路站场图管
理、工务生产调度指挥系统等软件开发中得到成功应用．取
［２］Ｓｅａｌａｂｌｅ
Ｖｅｃｔｏｒ
Ｇｒａｐｈｉｃｓ（ＳＶＧ）１．１（ＳｅｃｏｎｄＥｄｉｔｉｏｎ）．
Ｒｅｃ－
［Ｏｎｌｉｎｅ】Ａｖａｉｌａｂｌｅ：ｈｔｔｐ：ｌｌｗｗｗ．ｗ３．ｏｒｇｆｒＲ／ＳＶＧｌ１／．Ｗ３Ｃ
ｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ２０１１．
［３】ＮｉｃｈｏｌａｓＣ．Ｚａｋａｓ．Ｊａｖａ．Ｓｃｒｉｐｔ高级程序设计．李松峰，曹
力，译．２版．北京：人民邮电出版社。２０１０．［４】Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ
得了很好的效果。
参考文献
［１】Ｓｃａｌａｂｌｅ
Ｖｅｃｔｏｒ
Ｎａｇｅｌ，Ｂｉｌｌ
Ｅｖｊｅｎ，ＪａｙＧｌｙｎｎ，等．Ｃ＃高级编程．
Ｇｒａｐｈｉｃｓ（ＳＶＧ）１．１Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ［ｚ１．
李铭，译．７版．北京：清华大学出版社．２０１１．
万方数据