矿用三维激光数字测量原理及其工程应用

本书系统介绍三维激光数字测量仪的工作原理、数据处理分析方法以及点数据的三维可视化重构方法，很后介绍点云三维曲面技术在矿山工程的实际应用。本书可供矿业工程领域的科研人员、生产人员、工程设计人员、管理人员和教学人员阅读参考。

赵兴东，博士，教授，博导。主要从事于岩石失稳及控制研究、深部岩体力学性质基础研究与应用工作。近年来，主持国家自然科学基金，863项目等纵向课题4项；主持横向科研课题5项；参与完成横向课题6项；主持国家自然科学基金面上项目和青年项目各1项；国家高技术研究发展计划（863计划）、教育部博士点基金项目、辽宁省教学改革项目等纵向科研课题及关于采场（岩层）地压活动规律及其控制方法研究等方面的横向科研课题多项。曾获辽宁省科技进步奖、中国岩石力学与工程学会科学技术奖等，获得国家发明专利8项，发表学术论文100余篇。主编教材《井巷工程》，2010年5月在我社出版，被评为冶金很好教材；第2版2014年1月出版。

1绪论
1.1三维激光数字测量技术发展现状
1.2点云数据预处理及其三维可视化研究进展
1.3矿用三维激光数字测量发展现状
2三维激光数字测量仪工作原理及工作方式
2.1三维激光数字测量仪简介
2.2三维激光数字测量仪工作方式
2.2.1钻孔量测
2.2.2手持式
2.2.3轨道式
2.2.4测站式
2.2.5车载式
2.2.6机载式
2.3三维激光数字测量仪工作原理
2.4三维激光数字测量仪检定方法
2.5误差来源分析
2.5.1角度测量
2.5.2距离测量加常数
2.5.3外界气象环境条件引起的误差
2.5.4反射面不同特性对测距结果的影响
3点云数据结构特征及分类
3.1三维激光测量点云数据结构
3.2常用点云数据格式
3.2.1P11)(文件
3.2.2PrllC文件
3.2.3PCD文件
3.2.4DXF文件
3.2.5PLY叉件
3.3点云数据结构特征
3.4点云数据结构分类
4点云数据预处理
4.1点云噪声
4.1.1点云数据噪声来源
4.1.2常用的点云去噪算法
4.1.3离群点移除
4.2点云精简
4.2.1点云精简方法
4.2.2常用的散乱点云精简方法
4.2.3点云精简算法评价
4.3点云滤波
4.3.1数学形态学滤波算法
4.3.2移动窗口滤波算法
4.3.3基于逐步加密TIN的滤波算法
4.3.4基于坡度变化的滤波算法
4.3.5移动曲面滤波算法
4.3.6迭代最小二乘滤波算法
4.3.7基于kd—tree的无序点云去噪算法
4.3.8体素化滤波
4.3.9点云精简滤波算例
4.4滤波效果分析
4.4.1定性分析
4.4.2定量分析
4.5小结
5点云数据三维可视化及曲面重构
5.1点云数据结构特征描述与提取
5.1.1特征点提取
5.1.2边界点的提取
5.1.3特征线提取
5.1.4特征线拟合
5.2点云数据配准
5.2.1计算机图形学图形变换基础
5.2.2基于PCL的点云配准
5.2.3ICP算法
5.2.4基于ICP算法的精细配准
5.2.5利用标定物拼接
5.2.6点云配准示例
5.3点云数据三维可视化
5.3.1点云曲面三维重构
5.3.2NURBS曲面拼接传统算法
5.3.3点云曲面三维重构示例
6点云三维曲面建模及其工程应用
6.1采空区探测及体积计算
6.1.1体积计算原理
6.1.2体积计算处理流程
6.1.3体积计算
6.1.4地下采空区探测及体积计算实例
6.2岩体结构面识别
6.2.1图像分割
6.2.2拓扑关系建立
6.2.3岩体结构面识别
6.2.4岩体结构面识别实例
6.3地下开采爆破效果分析
6.3.1工程背景
6.3.2测试方案
6.3.3测试数据
6.3.4测试结果
6.4空场法损失贫化统计分析
6.4.1工程背景
6.4.2测试方案
6.4.3测试数据
6.4.4测试结果
6.5地下工程岩体稳定性分析
6.5.1某地下储油库三维模型构建
6.5.2某地下储油库三维建模方法
6.5.3某地下储油库的岩体稳定性分级
6.5.4三维激光数字测量结果与设计尺寸对比
6.5.5三维激光数字测量结果与数值分析结果对比
6.5.6基于数据对比的稳定性分析
7结束语
参考文献