煤炭作为一种常规的矿物能源,对国民经济和社会发展有着不可替代的重要作用。煤炭生产历史悠久,但煤矿的安全生产一直是一个世界性难题。由于煤矿生产涉及到的系统繁多,数据量庞杂,且管理和生产环节相互分离,难以进行现场管理,客观上造成煤矿安全生产管理的诸多困难。近年来,随着信息化技术的发展,我国煤矿生产的信息化、网络化、数字化的程度不断提高,但是受传统生产模式和工艺的影响,信息孤岛现象严重,信息可视化程度低,因此,构建一个集成的三维可视化的信息管理平台,有着深远的意义。本文所研究的基于OpenGL (Open Graphics Library,开放图形库)和OPC (OLE for Process Control,用于过程控制的OLE)技术的煤矿三维可视化信息系统,属于煤矿安全生产综合信息监控研究领域,着重研究了三维可视化建模、基于OpenGL的三维可视化和基于OPC接口系统集成的实现。由于煤矿生产管理信息系统是一个庞杂的系统,所以本文提出了分层设计的原则,将系统的设计和实现分为两步：首先在系统集成、三维可视化技术的基础上,设计了一个三维的组态软件平台,然后在三维组态平台之上,对煤矿各个子系统进行重新整合,进行二次组态化开发,构建三维可视化的综合信息管理系统。利用图形和动画易于表达复杂但精度要求不高的信息的特点,非常直观地展示煤矿运输巷道与煤炭生产各个重要环节以及矿内工作人员活动情况。管理人员可以通过此可视化信息平台,监测井下的各个地点设备的实时状态信息,分析安全生产形势,在必要的时候做出控制或安全生产调度,从而提高了生产效率、减少了生产事故。本文首先简述了开发煤矿生产信息系统的背景和意义,分析了国内外研究现状,总结了煤矿生产信息管理平台存在的不足,提出了基于OpenGL和OPC技术的研究方案。其次,以煤矿生产三维空间实体为对象,对煤矿生产三维可视化建模的关键技术和关键算法进行综合分析和深入的研究。针对煤矿场景三维建模的特点,采取了混合建模的方案和基于TIN (Triangulated Irregular Network,不规则三角网)和ARTP (Analogical Right Triangular Prism,似直三棱柱)的地层、巷道三维集成数据模型,并在C++语言的平台上对其数据结构进行了设计；分析了基于OpenGL可视化实现的过程；针对煤矿企业信息孤岛的现象,提出了基于OPC技术接口级系统集成的方法来实现煤矿异构系统无缝链接,深入分析了OPC技术的实质和通信逻辑。第三,分析了组态系统的功能特点和结构,在Visual studio2008平台上,结合OpenGL可视化技术、OPC接口技术、ActiveX控件开发技术,设计开发了基于OPC的三维可视化组态平台,着重介绍了三维绘图控制模块、基于OPC的通讯模块的程序开发过程,并详细说明了实现过程和关键环节的程序代码。最后,利用三维组态平台进行二次开发,构建煤矿生产三维可视化信息系统。介绍了煤矿生产三维可视化系统总体设计的构架和实施方案,以及系统的性能特点、可视化界面的设计风格、界面开发过程。并以人员定位系统为实例,详细介绍了人员定位系统的系统组成、界面设计、实现的功能,并展示了运行时的界面效果图。