王运森 唐忠伟 徐 帅

(东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳110819)

1 问题的提出

在国内的矿山开采生产中，考虑到成本等方面的优势，留矿采矿法、空场采矿法被广泛采用，形成了大大小小的采空区，随着时间的推移，采空区不断地表现出其固有的安全隐患。并且大量空区成片出现构成的空区群比单个空区的破坏在空间上更大，时间上破坏频度更高，严重影响了矿山的生产安全。采空区的有效治理与综合利用在很多矿山都被提上了重要的日程［1-2］，而探明空区准确的空间位置是治理的首要条件，近年来，三维激光扫描技术在空区探测中逐渐被广泛地运用［3-8］。利用三维激光扫描系统获取了大量的点云数据，人们一般借助逆向工程的软件系统如geomagic 等进行预处理，生成三维模型，再导入CAD 等辅助工具中进行后期处理［9-11］。由于没有专门针对空区的点云处理系统，不得不在多个软件间切换、进行数据格式转换和数据交换，浪费大量时间和精力。为此，本研究总结归纳了空区点云的一般处理流程，对点云过滤的关键算法进行了研究，进行了系统功能设计，基于PCL 与HOOPS 开发了空区点云处理系统，实现了同一个软件界面中进行空区点云数据的优化处理与三维建模应用。

2 空区点云处理的流程

首先利用三维激光扫描设备进行采空区的现场测量。由于采空区空间位置的复杂性，存在遮挡等不利因素，一次测量往往不能获取空区全部的点云数据，需要多次不同位置进行分别测量，每次测量都会获得相应的原始点云数据。……