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摘要
台阶线数据是露天矿开采过程中的重要基础资料，也是确保露天矿高效、智能开采的重要前提。针对现有的基于点云的露天矿台阶线提取方法存在局部特征丢失、台阶线不连续等问题，创新性地将识别台阶线特征点转向识别几何特征面，从特征面轮廓中提取出台阶线特征点，由此提出了一种顾及邻域几何特性的露天矿台阶线自动提取方法。该方法首先对露天矿点云进行规则重采样，依据露天矿台阶平盘、坡面的点云法向量与竖直平面夹角具有明显差异这一几何特性提取坡面的特征点云；在此基础上，采用区域生长算法分割坡面点云，通过凹包算法提取出分割后的坡面点云轮廓边界获得台阶线特征点；最后利用三阶贝塞尔曲线拟合特征点以生成露天矿台阶线。为验证算法的提取精度，将台阶线与露天矿数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)叠加，计算本文方法提取的台阶线与实际台阶线的位置偏差。结果表明，该方法提取的台阶线完整且连续性好，与手工绘制台阶线基本重合，能够满足比例尺为1:2 000的制图精度要求，运行效率高，对于面积为3 km2的露天矿，提取时间在4 min以内。证明本文方法能够准确、高效地提取露天矿台阶线，为实现露天矿山台阶线自动绘制提供重要的技术支持。
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单位中煤航测遥感集团有限公司; 河北工程大学
