高峰

【摘要】當(dāng)前，在露天礦山測量中，三維激光掃描儀受到了廣泛應(yīng)用，受到人們極大的青睞。本篇文章結(jié)合礦山的地質(zhì)地貌，簡要分析了三維激光掃描儀在露天礦山測量中的應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】三維激光掃描儀；礦山測量；應(yīng)用

一、三維激光掃描儀概述

三維激光掃描儀是新形勢下三維技術(shù)革新的一個重要成就，是在繼承GPS測量系統(tǒng)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，又不斷創(chuàng)新和加以改進(jìn)的一種應(yīng)用測量技術(shù)。三維激光掃描儀用于檢測物體表面，迅速收集三維立體點云數(shù)據(jù)，將獲取的點云數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)處理軟件相結(jié)合，創(chuàng)建可視化的三維模型，這種技術(shù)手段還被叫做“實景復(fù)制技術(shù)”。

（一）測量原理

現(xiàn)如今，隨著三維激光掃描儀器的不斷健全和完善，市面上出現(xiàn)了較多類型的儀器，雖然外觀和規(guī)格存在很多差距，但實際的操作原理是相同的。三維激光掃描儀的操作原理，從某種意義上來說，與全站儀器的測量原理是相一致的，都是搭建空間的三角模型，獲取被測物體的數(shù)據(jù)，收集數(shù)據(jù)還包括激光測距的間隔距離和水平方向的距離，在經(jīng)過一系列運算后，計算出精準(zhǔn)化的三維坐標(biāo)，這就是三維激光掃描儀器的整個操作過程，其儀器主要是高精度的激光測距儀，再加上引導(dǎo)激光，將保持一定速度轉(zhuǎn)動的發(fā)射棱鏡固定。在應(yīng)用三維激光掃描儀進(jìn)程測量的過程中，通過激光測距儀進(jìn)行激光發(fā)射，被測物體表面產(chǎn)生反射作用，計算觀測點到測站點的距離，結(jié)合掃描儀測量對其水平方向和豎直方向進(jìn)行一系列運算，最終得出高精準(zhǔn)的三維空間坐標(biāo)。

（二）應(yīng)用領(lǐng)域

三維激光掃描儀突破了傳統(tǒng)的測量方式，有效率高、精度準(zhǔn)等優(yōu)點，且不受時間空間的限制，在地形測量、道路橋梁、隧道、礦山等地質(zhì)地貌中受到了廣泛用。結(jié)合三維激光掃描儀的特點，還可將該技術(shù)應(yīng)用到古代建筑物或古代遺址的保護(hù)工作。除此之外，三維激光掃描儀器的應(yīng)用是十分普遍的，還能合理應(yīng)用到電影制作、網(wǎng)絡(luò)游戲、醫(yī)療服務(wù)等行業(yè)中。

在應(yīng)用三維激光掃描儀進(jìn)行檢測時，需要注意的是，這種檢測技術(shù)會受到環(huán)境因素的影響發(fā)生相應(yīng)的變化，如行人、車輛等，尤其是礦區(qū)中存在大量的植被面積，這就需要結(jié)合實際的地形特點，及時制定科學(xué)合理的措施實施檢測工作。三維激光掃描儀器效率高、精度準(zhǔn)優(yōu)點外，還具有檢測更為直觀和具體的效果。

二、三維激光掃描儀器在露天礦山測量中的應(yīng)用分析

（一）建立地面控制網(wǎng)

地面控制網(wǎng)的建立，可將GPS與三維激光掃描儀器進(jìn)行有機結(jié)合，應(yīng)用三維激光掃描儀器實施高精準(zhǔn)的檢測，創(chuàng)建地面控制網(wǎng)。需要額外注意的是，在露天礦山測量中應(yīng)用三維激光掃面儀器時，需要嚴(yán)格執(zhí)行我國的相關(guān)法規(guī)，符合實際的測量需求。

（二）建立礦山模型

在應(yīng)用三維激光掃描儀器對露天礦山進(jìn)行測量的過程在，收集點云數(shù)據(jù)的坐標(biāo)，并對礦山使用激光掃描，對所得數(shù)據(jù)資料進(jìn)行研究計算，得出礦山區(qū)域內(nèi)的DEM數(shù)據(jù)，建立礦山模型，對礦山的地質(zhì)地貌進(jìn)行整體規(guī)劃，這為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)工作提供了實時的數(shù)據(jù)資料。

（三）生成數(shù)字線劃圖

在應(yīng)用三維激光掃描儀對礦山進(jìn)行搭建開采模型后，對于分辨率為1米的數(shù)字地面模型，可以實現(xiàn)高精度的高線劃圖，結(jié)合三維激光掃描儀的高精度、高精準(zhǔn)優(yōu)勢，將一些拼接模型，利用操作，生成數(shù)字線劃圖，為礦山測量工作技術(shù)實時的數(shù)據(jù)資料。應(yīng)用三維激光掃描儀器，能有效檢測礦山基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)，礦山基礎(chǔ)設(shè)施多種多樣，如辦公樓、控制點、井架、水塔等等；應(yīng)用三維激光掃描儀儀器，能迅速側(cè)量數(shù)據(jù)，還具有效率高、精度高的優(yōu)點。

（四）檢測礦區(qū)及礦井設(shè)施沉降

檢測礦區(qū)及礦井的設(shè)施沉降情況，直接關(guān)系到礦山檢測工作的安全性和穩(wěn)定性。檢測礦區(qū)及礦井設(shè)施沉降這項環(huán)節(jié)，應(yīng)用三維激光掃描儀器，收集礦井的點云數(shù)據(jù)，在獲取了大量的數(shù)據(jù)資料后，觀察整個礦區(qū)及礦井的沉降情況。應(yīng)用三維激光掃描儀，能有效檢測礦區(qū)及礦井設(shè)施沉降情況，更為直觀的收集數(shù)據(jù)資料。

（五）沉陷區(qū)測量

在對露天礦山進(jìn)行開采的過程中，極易產(chǎn)生地面沉陷的情況，應(yīng)用三維激光掃描儀，收集大量的豐富的點云數(shù)據(jù)資料，在沉陷區(qū)域內(nèi)搭建空間點云模型，還能測算出沉陷面積，結(jié)合實際沉陷情況，及時采取合理有效的做法加以解決。

（六）巷道檢測

在應(yīng)用三維激光掃描儀實施掃描作業(yè)時，還能對巷道進(jìn)行有效測量。在對巷道進(jìn)行檢測的過程中，通過在井下搭建空間立體的巷道模型，實施變形側(cè)量、定向側(cè)量、控制測量等和礦量計算等，保證巷道的質(zhì)量安全。

三、結(jié)語

三維激光掃描儀在露天礦山測量中的應(yīng)用十分廣泛，還具有高效率、高精準(zhǔn)、直觀具體等優(yōu)點，節(jié)省了大量的人力物力，全面提升了工作效率。三維激光掃描儀打破了傳統(tǒng)的掃描方法，是在GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)后的又一項革新技術(shù)，通過獲取大量的云點數(shù)據(jù)，投入到實際生產(chǎn)工作中，對實現(xiàn)煤礦企業(yè)的現(xiàn)代化具有重要意義。

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