基于点云数据的三维巷道快速建模研究.pdf

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1、第68卷第6期有色金属(矿山部分)2016年l1月doi：10．3969／J．issn．1671-4172．2016．06．020基于点云数据的三维巷道快速建模研究赵小平，刘强(1．北京工业职业技术学院，北京100042；2．中国矿业大学(北京)，北京100083)摘要：基于三维激光扫描技术，进行精细巷道数据模型构建和精细巷道三维场景建立，研究由基本元素构建三维巷道空间模型的数据库组合法则，实现基本元素对象、巷道实体对象的动态快速构建。以某铝矿巷道建模实例验证了三维激光扫描技术用于巷道快速建模的可行性和技术优势。关

2、键词：巷道的精细建模；三维可视化；三维符号化；三维激光扫描中图分类号：TD67；P204文献标志码：A文章编号：1671—4172(2016)06—0090—043DrapidmodelingfortunnelbasedonpointclouddataZHAOXiaoping，LIUQiang(1．BeijingPolytechnicCollege，Beijing100042，China；2．ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing100083，Ch

3、ina)Abstract：Basedonthe3Dlaserscanningtechnology，thispaperconstructsthedatamodelofthefinetunnel，andfurtherestablishesthe3Dscene．Whatismore，itresearchesthecombinationruleofthebasicelementstoconstructthe3Dtunnelspacemodeldatabase。andrealizesthedynamicconstructio

4、nof3Dtunne1．Takenamolybdenumminetunnelmodelingasexample，thispaperverifiestheadvantagesthatthe3Dlaserscanningtechnologyusedintorapidmodelingoftunne1．Keywords：finemodelingoftunnel；3Dvisualization；3Dsymbol；3Dlaserscanning数字矿山是实现矿山设计、生产、管理的信息化界线赋高程的方法虽然建模精度较高，但对复杂

5、巷和自动化的数字矿山体系口]。矿山巷道是矿井下道建模效率较低[5]。江记洲等利用单站三维激光点矿体和各类人工设备的主要载体。巷道作为矿山不云数据，采用圆柱面投影的方式，以分治算法完成三可或缺的一部分，始终贯穿于矿山的所有生产活动角剖分来重建巷道模型，这种方法仅限于单站激光中，真实准确地再现巷道的真三维场景不仅可以使扫描数据，其推广应用有待于进一步地研究]。当矿山生产活动数字化、可视化，还可以为矿井的通风前巷道可视化的数据主要来源于导线测量数据，并管理、安全管理、救灾救援等提供信息基础，是井下用在导线数据上增加横断面

6、的方法进行建模，这显通风、输送矿物和人员的重要通道。三维可视化巷然不能满足未来数字矿山建设的要求。由于井下条道是数字矿山的重要组成部分，在矿山生产调度、通件的恶劣性，通过常规方法获取大量巷道数据不仅风、运输、避灾路径分析等方面具有重要用途，在矿速度慢、成本高，而且数据量有限，这是阻碍数字矿山高效生产和安全管理中具有较强的现实意义。传山向前发展的一个重要制约因素。三维激光扫描技统构建矿山巷道三维模型的方法主要有以下三种：术的飞速发展，为上述问题的解决提供了一条极佳基于巷道顶底板中心线和断面建模；巷道中心线、顶途径，相

7、比于其它数据获取方式，激光扫描技术对巷底板边界线的建模；巷道中心线或边界线赋高程的道空间信息的获取具有明显的优势：1)非接触、不依方法建模_3]。前两种巷道建模方法基本上能够反赖光线；2)数据获取速度快、精度高；3)数据点密集，映巷道的实际空间位置和形态特征，但是对巷道的细节特征明显，真实度高。激光扫描技术完全能克精确边界和顶板形状描述的不够；巷道中心线或边服井下环境恶劣、能见度差的不利因素，以极快的速度(每秒钟可达几万甚至几十万个数据点)和极高的基金项目：北京市教育委员会科技计划面上项目(KM2016108530

8、05)精度(毫米级)获取井下高密度的空间点云数据，这作者简介：赵小平(1976一)，女，副教授，硕士，测量工程专业，主要从事卫星定位测量及摄影测量与遥感数据处理研究。使得精细巷道的空间建模及可视化成为可能。本文第6期赵小平等：基于点云数据的三维巷道快速建模研究91着重借助于三维激光扫描技术，在构建三维精细巷采集三维激光点云，并构建该巷道的三维模型，具体道模型