金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (7): 283-.
蒲章鹏1,2 赵中华3 陈 鹏4 赵旭阳4 许洪亮1,2
PU Zhangpeng1,2 ZHAO Zhonghua3 CHEN Peng4 ZHAO Xuyang4 XU Hongliang1,2
摘要: 针对露天矿台阶线提取存在操作繁琐、精度差等突出问题,提出了一种基于随机森林点云分割的露天 矿台阶线提取方法,形成了“多尺度特征提取—随机森林点云分类—Alpha Shapes边缘检测—B样条曲线拟合”的集 成技术框架。首先,引入多尺度特征提取方法,以 0.5、1、2、5 m为邻域半径,同步计算高程差异特征(极差、标准差、 偏斜度、粗糙度)与法向量差异特征;其次,采用随机森林分类模型进行矿区点云分类,实现平盘点云与坡面点云的精 准分割;进一步,结合Alpha Shapes算法实现平盘点云边缘点的有效提取;最后,采用三次B样条曲线实现平盘点云离 散边缘点到连续平滑台阶线的数学重构。以河南栾川南泥湖钼矿为研究区,基于无人机激光雷达点云数据对所提方 法进行了试验验证。结果表明:该方法提取台阶线的精度p达到92.15%,平均最近邻距离误差f不超过9.24 cm,显 著优于剖面投影法(p=81.95%、 f=34.25 cm),曲率滤波+ Hough变换法(p=84.33%、 f=41.24 cm)以及深度学习方 法PointNet++(p=83.43%、 f=27.32 cm)。研究反映出,该方法具备较强的鲁棒性与工程适用性,不仅能为类似复杂 地形下的边界提取提供技术参考,还可为矿区地形图制作、边界开采规划与智慧矿山技术路线构建提供支持。
中图分类号: