杨亮亮

（新疆亚克斯资源开发股份有限公司 哈密 839000）

0 引言

矿山地下采空区是由人工开采，在矿山区域内地下形成的暴露面积较大的空场，在地下受空间限制，空区黑暗不容易观察，采空区形成形状不规律。采空区由于施工生产放炮震动等影响，采空区容易发生塌陷，采空区暴露表面较大，有一定的空高等，一旦塌陷产生震动波对正在井下生产工作中的人员有危险，井下正在运行的相关精密设备设施也会受到损坏，给企业带来巨大的经济损失和人生安全重大隐患。因此，采用三维激光扫描仪探测测量采空区形状，具有实时性强、穿透性强、工作效率高等优势，通过三维激光扫描仪进行采空区测量获取采空区内三维坐标数据，点云数据量十分庞大，通过这些海量数据处理，使用软件建模，能够清晰完整的了解采空区内的形状、信息等。

1 三维激光扫描技术工作原理

三维激光扫描仪主要由7个部件组成：发射器、接收器、时间计数器、滤光镜、控制电路板、微电脑及相关软件等组合而成。三维激光扫描仪主要利用了电子激光测距仪的原理，首先通过电子计量系统从发射激光信号到接受到反射信号的时间差计算出测量数据的目标与测量仪器之间的直线距离S，再根据仪器内部安装的测量计算系统获得激光的横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度的观测值φ（如图1所示）。

图1 三维激光扫描工作原理

三维激光扫描仪在工程过程中所获取的点云数据会自动生成一个局部坐标系，该坐标系统是以三维激光扫描仪的定位中心坐标为点，并以扫描仪内部的坐标系统水平面设定X，Y 为轴，垂向方向设定为Z 轴。……