本书系统介绍了不同种类三维激光扫描仪的结构、扫描原理、误差来源、国内外各种三维激光扫描仪的技术优势和特点、点云数据处理流程和方法、三维模型构建算法，并结合矿山具体工艺和实际场景，全面介绍了三维激光扫描仪在采空区探测、采场爆破设计优化等具体场景中的应用案例，内容丰富，实用性强。
本书可供三维激光扫描仪研发人员、测绘人员、矿山测量人员使用，也可供大专院校相关专业的师生参考。

1 绪论
1.1 矿山空间感知技术的意义
1.2 发展现状及趋势
2 三维激光扫描系统概述
2.1 三维激光扫描测量原理
2.1.1 激光测距原理
2.1.2 三维激光扫描仪典型结构
2.1.3 三维激光扫描系统几何模型
2.2 三维激光扫描点云静态构建方法
2.2.1 单站扫描点云构建方法
2.2.2 多站扫描点云构建方法
2.3 三维激光扫描点云动态构建方法
2.3.1 SLAM连续扫描方法
2.3.2 组合导航连续扫描方法
2.4 三维激光扫描误差修正方法
2.4.1 三维激光扫描系统的误差来源
2.4.2 三维激光扫描系统的误差修正
2.5 三维激光扫描点云质量评价
3 矿山三维激光空间感知主流装备
3.1 架站式三维激光扫描仪
3.1.1 BLSS.PE矿用三维激光扫描仪
3.1.2 BLSH高精度三维激光扫描仪
3.1.3 OPTECH CMS V500三维激光扫描仪
3.1.4 FARO FocusS350三维激光扫描仪
3.1.5 RIEGL VZ-2000i长距离三维激光扫描仪
3.1.6 Z+F IMAGER 5016三维激光扫描仪
3.2 钻孔式三维激光扫描仪
3.3 移动式三维激光扫描仪
3.3.1 基于GNSS定位原理
3.3.2 基于SLAM定位原理
4 三维激光点云数据处理
4.1 三维激光点云数据基本概念
4.1.1 点云数据的种类
4.1.2 点云存储文件格式
4.1.3 点云数据组织管理方式
4.2 三维激光点云数据处理流程
4.3 点云数据匹配
4.3.1 迭代最临近点匹配
4.3.2 基于优化的点云匹配
4.3.3 基于特征描述子的匹配
4.3.4 RANSAC匹配
4.3.5 采样一致性匹配
4.3.6 基于控制点的匹配
4.4 点云数据去冗
4.4.1 均匀网格法
4.4.2 不规则三角网法
4.4.3 栅格法
4.5 点云数据去噪
4.5.1 基于统计的去噪
4.5.2 基于半径的去噪
4.5.3 基于双边滤波去噪
4.6 点云数据精简
4.6.1 基于格网的精简
4.6.2 基于曲率的精简
4.6.3 基于特征的精简
4.6.4 基于法向的精简
4.6.5 基于几何图像的精简
4.7 点云数据分割
4.7.1 基于边缘的分割
4.7.2 基于区域增长的分割
4.7.3 基于属性的分割
4.7.4 基于模型的分割
4.7.5 基于图优化的分割
4.7.6 点云语义的分割
4.7.7 基于聚类的分割
4.8 点云数据聚类
4.8.1 K均值聚类
4.8.2 高斯混合模型聚类
4.8.3 谱聚类
4.8.4 均值漂移聚类
4.8.5 基于密度的聚类
4.9 点云数据处理软件
4.9.1 Cloud Compare
4.9.2 TerraSolid
4.10 开源点云库
4.10.1 PCL
4.10.2 Cilantro
4.11 三维点云数据集
5 点云数据三维模型构建与处理
5.1 点云数据三维建模方法
5.1.1 α-shape三维重建法
5.1.2 基于RBF的点云三维重建法
5.1.3 基于Delaunay三角剖分的三维重建法
5.1.4 Marching Cubes三维重建法
5.1.5 轮廓线三维重建法
5.2 三维模型孔洞修复方法
5.2.1 基于体素的修补方法
5.2.2 基于网格的修补方法
5.3 三维实体模型基本运算
5.3.1 布尔运算
5.3.2 挖填方计算
5.3.3 剖切运算
5.4 三维实体模型渲染
5.4.1 光与颜色
5.4.2 光源设置的选择
5.4.3 顶点法向量
5.4.4 材质设置
5.4.5 纹理映射
5.5 三维模型构建和处理软件
5.5.1 BLSS-PE系统软件
5.5.2 Geomagic Wrap软件
5.5.3 3D Max软件
6 矿山三维激光空间感知典型应用
6.1 采空区形态探测
6.1.1 空区探测的目的及意义
6.1.2 采空区分类
6.1.3 三维激光扫描系统选择
6.1.4 空区扫描及数据管理流程
6.1.5 空区探测典型应用案例
6.2 采场爆破优化与残矿回采
6.2.1 穿孔设计及残矿回采的目的和意义
6.2.2 传统采场爆破优化与残矿回采工艺技术
6.2.3 三维激光扫描辅助设计技术
6.2.4 三维激光扫描辅助设计典型案例
6.3 溜井扫描与治理
6.3.1 溜井工程特点及运维挑战
6.3.2 传统溜井测量管理技术
6.3.3 溜井三维激光扫描垮塌检测技术
6.3.4 溜井扫描辅助管理典型案例
6.4 巷道掘进验收
6.4.1 巷道工程特点及验收存在挑战
6.4.2 传统巷道掘进测量技术
6.4.3 三维激光扫描验收测量技术
6.4.4 巷道掘进验收典型案例
6.5 露天边坡形变监测
6.5.1 露天边坡工程特点
6.5.2 传统监测技术手段
6.5.3 新型边坡监测技术手段
6.5.4 三维激光扫描监测技术
6.5.5 露天边坡形变监测典型案例
6.6 岩体结构面智能识别与分组
6.6.1 结构面调查的目的和意义
6.6.2 传统结构面调查方法
6.6.3 三维激光扫描的结构面统计技术
6.6.4 结构面统计应用典