近年来,各种矿难频发,尤其是重大伤亡事故屡见报端。矿井的安全管理形势日趋严峻。井下安全事故频发,井上人员却往往难以掌握井下人员的动态分布情况,一旦发生矿难或事故,对井下人员的救援缺乏可靠的信息,抢险救灾的效率低,成功率小。本论文提出的基于GLScene三维引擎的矿井三维可视化系统,按矿井真实比例绘制真三维的可视化矿井,通过三维矿井实体与巷道信息的一体化处理,使可视化矿井中的各巷道均可携带所需信息,并结合人员定位算法,对井下人员进行实时跟踪显示。为矿井防灾,救灾打下了信息基础。本论文基于GLScene三维图形引擎,为矿井三维可视化系统设计出一套应用MVC架构模式的C/S方案,并进行了模型、视图和控制器三部分的设计,避免了传统软件开发中因程序构架不合理而带来的问题,实现了松耦合思想。同时进行了基于连接池及JSON数据通信的数据访问层设计,优化了系统性能。本论文重点对基于树的空间索引技术及三维场景可见性计算进行了分析实现。高效的可见性计算可以大量节省关于场景中不可见部分的计算,提高场景绘制效率。文章详细讨论了基于四分树和R-树的空间索引技术QR-树。实验结果表明:虽然在存储开销上QR-树比R-树要略高,但插入、删除、特别是查找性能都得到了显著地提高,而且索引目标数量越大,QR-树的空间开销与R-树接近,而QR-树的查找、删除等性能越优于R-树。也就是说,对于大型空间数据索引来说,QR-树与R-树相比整体性能上具有较明显的优势。采用QR-树的索引技术改善了查找性能、提高了系统响应速度。