数字化露天矿虚拟开采,就是在真三维环境下,满足矿山工程发展的几何约束条件,按照开采程序、开采方法,通过对地层实体的剖切,确定工程位置,计算工程量,进行矿山生产决策。实现露天矿虚拟开采,必须构建露天矿三维地形模型、三维地质实体模型、露天矿采场模型、参数化开采模板模型和采、剥工程分类算量模型等。对多维空间数据进行集成动态分析处理的构模技术,是实现露天矿在三维虚拟环境下进行模拟开采的关键,也是国内外学术界和工程应用面临研究的技术难题。本文针对目前数字化露天矿虚拟开采构模技术存在的问题和不足,利用三维地学模拟(3D Geoscience Modeling,简称3DGM)技术,主要研究了地质建模的空间插值参数优化选择方法、考虑露天矿地形特征的DEM快速构模方法及大范围地形局部更新方法、不规则地质实体构模技术、露天矿地形地质实体模型耦合技术以及在三维虚拟环境下实现露天矿模拟开采的相关技术和方法。通过研究提出了一种顾及台阶属性的露天矿DEM数据分块生长算法和适应于大范围三角网的局部更新方法;提出了不规则体包络面模型的拓扑关系构建技术,及利用SAT文件映射还原导入技术快速创建不规则地质实体模型的构模方法;参数化构建反映矿山工程发展状态及几何约束关系的开采模板,提出利用层间组合和定位显示技术驱动开采模板、动态切割实体模型的露天矿虚拟开采方法;研发了一套数字化露天矿虚拟开采辅助设计系统,该系统使矿山工程技术人员在一个真三维环境中,利用三维可视化模拟开采技术,以“人机交互”方式进行露天矿开采设计、生产计划编制及生产决策,并在多个露天矿山企业得到了推广使用。