柏玉超
(云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司,云南 文山 663701)
隨著現(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展,讓人們對數(shù)據(jù)的精確度有了更高的需求。三維激光掃描技術(shù)簡單易用、更直觀,可直接輸出人們想要的結(jié)果。三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用成為了一種趨勢,解決了礦企關(guān)于數(shù)據(jù)方面的難題,節(jié)省了大量的資本開銷與人力耗費(fèi)。而且三維激光掃描技術(shù)安全、可靠,對人體無害,測量方式更多變。在礦區(qū)地形測量方面,不僅提高了工作效率,節(jié)約了測量成本,而且讓測量更優(yōu)質(zhì)和簡單。
三維激光掃描儀利用激光在空氣中運(yùn)動(dòng)速度恒定的原理,相較于傳統(tǒng)測量方法精度更有保證。利用激光運(yùn)動(dòng)速度恒定的原理,激光通過掃描儀射在被測物體上,通過反射回來的時(shí)間,利用光速計(jì)算出被測物體的信息。在礦區(qū)地形測量過程中,掃描儀通過快速旋轉(zhuǎn),反映出被測物體密集的點(diǎn),通過這些點(diǎn)云數(shù)據(jù),可以快速創(chuàng)建出被測物體的圖像,包括線、面、體的信息。三維激光掃描儀有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu),由激光照射裝置、接收裝置、時(shí)間計(jì)數(shù)器、馬達(dá)控制可旋轉(zhuǎn)的濾光鏡、控制電路板、微電腦、CCD機(jī)以及軟件構(gòu)成。掃描儀與相機(jī)的功能類似,只是相機(jī)是捕捉物體的色彩及形狀,而掃描儀是為了捕捉物體的空間位置坐標(biāo)。
三維激光掃描技術(shù)采集數(shù)據(jù)更快,體現(xiàn)了其高效率的作業(yè)方式。通過旋轉(zhuǎn),三維激光掃描儀每秒鐘可獲取成千上萬個(gè)坐標(biāo)點(diǎn),可快速而精準(zhǔn)地繪制出被測物體的三維場景圖像。另外掃描儀對被測物體表面要求不高,可直接提取數(shù)據(jù)。另外在數(shù)據(jù)采集方面,掃描儀改變了數(shù)據(jù)采集的工作流程。傳統(tǒng)的測量方式太過復(fù)雜,流程過多,數(shù)據(jù)雜亂而龐大。這樣在采集過程中,容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)混雜的現(xiàn)象,測試人員也更容易出現(xiàn)紕漏,消耗了大量的時(shí)間成本和腦力。但是通過三維激光掃描技術(shù),采集數(shù)據(jù)更方便有效,也更加精準(zhǔn)。三維激光掃描技術(shù)形式更加豐富,包括手持掃描、車載掃描、船載掃描、記載掃描等。不同的工作場景,利用不同的掃描方式工作更加方便。
在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)測量中,數(shù)據(jù)往往是抽象而不易理解的,由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)測量,只針對幾個(gè)重要的點(diǎn),這樣就會(huì)很片面,如果采集坐標(biāo)點(diǎn)過多又會(huì)出現(xiàn)容易混雜的現(xiàn)象。在三維激光掃描技術(shù)中,數(shù)據(jù)的采集維度更多、更全面,全景數(shù)據(jù)都被測量,使數(shù)據(jù)更加直觀,讓礦區(qū)地形數(shù)據(jù)測量工作人員有身臨其境的感覺,工作更加直觀有效。
三維激光掃描技術(shù)相較于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)測量方法,在設(shè)備與技術(shù)上更加昂貴,但是從長遠(yuǎn)來看,它的花費(fèi)遠(yuǎn)比老式測量方式要少。
因?yàn)橥ㄟ^其得到的東西,使花費(fèi)的錢不值一提。三維激光掃描技術(shù)由于是全景掃描,這讓數(shù)據(jù)的采集一勞永逸,采集一次就獲得了所測目標(biāo)的全部數(shù)據(jù),這大大節(jié)省了時(shí)間成本,讓工作人員不用反復(fù)的采集不同的數(shù)據(jù)。
因?yàn)槿S激光掃描技術(shù)軟件方面的特點(diǎn),使數(shù)據(jù)是全局共享的,讓工作人員之間的溝通更加高效,協(xié)作起來更加便捷。又因?yàn)槠涓叨鹊木?,大?shù)據(jù)的處理模式,讓其收集的基礎(chǔ)信息品質(zhì)非凡。
這樣看起來,三維激光掃描技術(shù)是真正的做到了物超所值,不僅大大的提高了數(shù)據(jù)的精度,而且也讓工作人員的協(xié)作變得更加簡單。
改革開放以來,國家經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,礦區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迫在眉睫。比如管道的鋪設(shè),要根據(jù)地形來選擇管道的行進(jìn)方向。如果通過傳統(tǒng)的測量方式作業(yè)的話,工作量太過巨大,而三維激光掃描技術(shù)直接可以掃描出一個(gè)可視的三維圖像,地形的變化盡收眼底。
測繪與GIS方面的應(yīng)用。有了三維激光掃描技術(shù)的幫助,在地理繪制方面的工作更加得心應(yīng)手,以解決GIS的問題。解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理決策等問題。
三維激光掃描技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)的很多特點(diǎn),與平常的計(jì)算機(jī)工作模式無異,三維激光掃描儀需要控制軟件和處理軟件的結(jié)合才能正常工作。
控制軟件是用來控制作業(yè)的,工作人員可以在控制軟件的幫助下,對工作中的具體內(nèi)容進(jìn)行調(diào)控,比如制定掃描范圍,設(shè)定掃描密度等操作。處理軟件顧名思義,是為了幫助工作人員處理掃描得來的數(shù)據(jù)。掃描得來的點(diǎn)云,要通過數(shù)據(jù)處理軟件觀看和處理,方便數(shù)據(jù)可以導(dǎo)入到各類三維軟件中。
總體來說三維處理軟件和一般的處理軟件的區(qū)別在于,三維處理軟件是對三維模型的操作,對數(shù)據(jù)幾何的處理、對數(shù)據(jù)的渲染形成三維模型、對三維模型的操作更像是對實(shí)物的操作。數(shù)據(jù)處理軟件將硬件與數(shù)據(jù)密切聯(lián)系起來,對于三維激光掃描儀掃描的數(shù)據(jù),需要數(shù)據(jù)處理軟件來處理,同時(shí)對于不同的數(shù)據(jù),軟件也可以將其聯(lián)系起來。
因?yàn)槿S激光掃描儀的方便攜帶的特點(diǎn),所以讓復(fù)雜的地形測量變得更加便利。三維激光掃描儀在礦區(qū)地形測量中應(yīng)用廣泛,對被測目標(biāo)進(jìn)行快速掃描并繪圖,讓復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)情況在圖中更加直觀、范圍更廣,便于操作、便于工作人員制定解決方案。對于高精度、細(xì)節(jié)化的場景,可以使用手持掃描儀,手持掃描儀便于攜帶、精度高。車載掃描儀可以對被測目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)的掃描,數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新,節(jié)省了資本資源。對于大范圍的開闊環(huán)境,可以使用機(jī)載掃描儀,效率更高。如果是在室內(nèi),需要不斷地移動(dòng),還可以使用推進(jìn)式掃描儀。三維激光掃描儀的應(yīng)用,大大提升了工作人員的工作效率。
改革開放以來,我國科學(xué)進(jìn)步的速度趕超很多資本主義國家,三維掃描方面的研究已達(dá)到世界前沿。三維掃描技術(shù)無疑已經(jīng)成為一種趨勢。高精度的數(shù)據(jù)成為社會(huì)建設(shè)的基礎(chǔ),特別是像中國這種發(fā)展中國家,礦產(chǎn)資源大量開采,離不開這種高精技術(shù)的支持。