1 应用原理
三维激光扫描技术的应用，使得灾害体积参数的推算尤其是复杂地质环境下无法开展野外实地测量的灾害体的体积参数的推算更加精确，为开展预警预报工作以及有针对性的制定防治预案提供了详实的基础数据。利用激光雷达技术生成高精度土地数字高程模型及等高线,能够精准提取输电线路走廊地形高度、长宽、形态等信息。基于高精度数字高程模型,可以动态测算滑坡、地陷、泥石流、地形位移等地质灾害参数的变化信息，从而针对地质灾害对输电线路的影响进行评估和勘测。
针对高陡危岩体及山体的表面上对比分析和特征点对比分析监测方法同滑坡基本一致，首先将获取的多期点云数据进行降噪处理、封装建模，生成岩体临空面无植被区域的数字高程模型，然后将其中的两期数据进行叠加对比分析，获取其面上对比分析和特征点对比分析检测图。
根据变化检测技术实现自动提取图像特征，结合灾前数字高程模型、DOM等信息，基于正摄相机航拍技术生成输电线路走廊灾后数字高程模型。将之与灾前数字高程模型进行变化检测，即灾前灾后两个数字高程模型之间的变化检测，该方法可以精确地描述区域地形的三维变化。
图1 三维变化图
2 算法分析和应用实例
2.1 算法空间及时间复杂度分析
对于具有 n 个点构成的采空区点云数据，传统Crust 算法进行建模的运算主要集中在对初始采样点集的三维 Voronoi 顶点计算，以及对采样点集和极点集的并集的三维 Delaunay 三角剖分上。三维 Delaunay三角剖分的时间复杂度最理想情况下为 O(nlgn)，在最坏情况下为 O(n2)，其余均为线性运算，因此，传统Crust 算法的时间复杂度在最理想情况下为O(nlgn)+O(3nlgn)，在最坏情况下为 O(n2)+O(9n2)。伪极点−Crust 算法使用伪极点代替了传统 Crust算法中的极点，建模的运算主要集中在对初始采样点集和伪极点集的三维 Delaunay 三角剖分上，实践中本文算法伪极点数最大取值为 600，三维 Delaunay 三角剖分通过 Qhull实现，其空间复杂度为 O(n)，时间复杂度为 O(nlgn)，因此，伪极点−Crust 算法的空间复杂度为 O(n)，时间复杂度为 O(nlgn)。由于实际中的采空区点云数据均由上万个点组成，从而使得伪极 点−Crust 算法的时间复杂度远远比传统 Crust 算法的小。
2.2 算法实现和应用实例
通 过 VC++ 开发工具在数字矿山软件平台Dimine上实现该建模算法，运行环境为Windows XP操作系统，CPU 为 Intel(R)Core(TM) 2.3 GHz，内存为2 Gbit。图2所示为冬瓜山铜矿某地下采空区的三维建模结果，算法同时支持导入各采空区点云数据 1 次完成采空区群建模；表 1 所示为建模结果与实际结果的对比。在对冬瓜山铜矿采空区建模试验过程中，得到由含不同点数的点云数据完成采空区建模的时间变化如表 2 和图 3 所示。
图2 采空区三维建模效果图
1—伪极点−Crust 算法；2—Crust 算法
图3 点数−时间曲线
表1 建模参数与实际参数对比
表 2 不同点数算法耗时
3 结果
该采空区和塌陷区建模方法同时可以应用于采场验收，实测巷道建模等，在逆向工程、计算机几何造型、虚拟现实等技术中也具有重要的参考价值。可通过直升机激光三维量测及点云建模技术有效的减少受采空区、塌陷区影响的输变电设备的运行。
参考文献：
[1]杨明菊.单景扫描点云数据网模型的构建方法研究[J].硅谷.2011(08).
[2]张春成.一种改进的点云数据栅格算法[J];兵工自动化.2013(06) .
[3]徐伟恒，冯仲科，苏志芳，胥辉，焦有权，邓欧.一种基于三维激光点云数据的单木树冠投影面积和树冠体积自动提取算法[J].光谱学与光谱分析.2014(02).
