改进的洞库容量计量模型：基于地面激光雷达的点云分析

"该文提出了一种改进的洞库容量计量模型，主要针对基于点云数据的洞库容量测量存在的问题。通过地面激光雷达技术获取洞库的三维点云数据，然后采用分层投影法提取截面轮廓点，并用改进的截面轮廓点排序算法构建截面轮廓多边形。接着，利用坐标解析法计算截面积，再根据洞库的结构特点，分别用柱体模型和棱台模型计算边墙和拱顶的体积。最后，通过累计所有微元体的体积得到洞库的总容量。实验证明，该方法对复杂洞库结构的适应性良好，测量精度高于规范要求一个数量级。" 基于地面激光雷达的洞库容量计量是一种先进的测量技术，它克服了传统方法在处理复杂几何形状洞库时的局限性。地面激光雷达（LiDAR）系统能高精度地捕获洞库内的三维空间信息，形成点云数据，这些数据是分析洞库容量的基础。点云数据在高度方向上的切割可以将洞库划分为多个微元体，便于逐个计算体积。 文章提出的分层投影法是提取洞库截面轮廓的关键步骤。这种方法将点云数据按高度层次切割，然后通过投影算法准确提取每个截面的轮廓点，确保了轮廓线的精确性。接下来，改进的截面轮廓点排序算法用于构建截面轮廓多边形，避免了传统方法可能出现的错误连接和遗漏，提高了截面识别的准确性。 计算截面积时，文章采用了坐标解析法，这是一种数学方法，能够精确计算复杂形状的面积。对于洞库的下部边墙，由于其近似柱体，所以直接应用柱体体积公式计算；而对于上部拱顶，由于形状变化较大，文章引入了棱台模型来更准确地描述其体积。这两种模型的应用考虑了洞库实际构造的特点，提高了计算的精确度。 通过在三个不同类型的洞库数据上验证该方法，实验结果表明，所提模型的测量精度远超规范要求，证明了其在处理复杂洞库结构时的优越性能。这为洞库管理、存储规划以及地质灾害评估等提供了更可靠的数据支持。 总结来说，该研究提供了一种创新的洞库容量测量方法，结合地面激光雷达技术和数学建模，提高了洞库容量测量的准确性和效率，尤其适用于处理具有复杂几何特征的洞库。这种方法有望在地质测绘、工程测量以及资源管理等领域得到广泛应用。