复杂采空区三维建模：激光扫描与球面投影三角剖分算法

"复杂采空区激光扫描拼合散乱点云球面投影三角剖分算法 (2015年)" 在矿业工程中，对采空区进行有效的三维建模至关重要，这有助于评估和治理安全隐患。传统的测量方法往往难以应对采空区的复杂形态，而三维激光扫描技术为这一问题提供了解决方案。通过该技术，可以收集到采空区的大量散乱点云数据，这些数据反映了采空区的三维空间位置和形状。 然而，由于采空区的复杂性，单次扫描可能无法获取完整信息，需要从多个角度进行多次扫描。这就引出了一个关键问题：如何将这些来自不同视角的点云数据拼合，并构建出一个连贯、精确的三角网格模型。针对这一挑战，论文提出了“复杂采空区激光扫描拼合散乱点云球面投影三角剖分算法”。 该算法的核心在于球面投影技术，首先确定一个球心，将散乱的点云数据投影到球面上，形成投影点云。接着，对投影点云执行三角剖分，即将点云数据划分为多个三角形，每个三角形代表模型的一个小部分。最后，恢复这些三角形的拓扑关系到原始坐标系，从而构建出复杂采空区的三维三角网格模型。 在算法实现过程中，研究者探讨了多项关键技术，包括球面投影参数设置、二维单元格索引策略、三角形生成规则、优势边的边界切分策略、边界闭合策略以及不规则三角形的优化策略。这些策略的综合应用确保了算法能够生成高质量的三角网格模型，提高了建模的精度和效率。 该算法的应用对于复杂采空区的三维精确建模和可视化管理具有重要意义，为矿山安全提供了有力的技术支持。通过这种先进的方法，可以更准确地识别和评估采空区的风险，进一步推动了矿山安全技术的发展。 关键词：采空区；激光扫描；球面投影；三角剖分；算法