徐志鵬，王曉亮

（山東黃金集團蓬萊礦業(yè)有限公司，山東 煙臺 265615）

三維激光掃描技術是三維激光掃描技術的基礎，從地形測繪、道路測量等方面的應用，三維激光掃描技術通過三維數(shù)據坐標實現(xiàn)全面掃描，同時滿足地質測繪和工程測繪對數(shù)據精準度高的要求。但與傳統(tǒng)測繪方式相比，仍然存在一定的弊端，傳統(tǒng)測繪技術誤差大、準確度低的問題，難以滿足測繪工作的需求，而三維激光掃描技術以全球定位系統(tǒng)為基礎，具有快捷、準確度高的特點，為礦山測繪提供更高的分辨率和準確率。本文從三維激光掃描技術在地面測繪中的應用，所產生的實際效果進行分析，總結在應用過程中具體情況，為后續(xù)開采工作提供參考。

1 三維激光掃描技術的概述

1.1 三維激光掃描技術原理

三維激光掃描技術是現(xiàn)在礦山開采的新技術，三維激光掃描技術開始出現(xiàn)以GPS 為基礎，利用高速激光掃描技術可以為測量對象提供準確的測量數(shù)據和三維坐標數(shù)據，為測量對象提供準確的三維影像模型，該掃描技術不僅測量迅速，準確度高，可以實時動態(tài)監(jiān)控被測對象的成像數(shù)據，實現(xiàn)全自動化測量，是測量技術的核心技術。三維測繪技術與現(xiàn)在信息技術相結合，被廣泛應用于礦山測量中，針對被測對象實際區(qū)域建立相應的信息數(shù)據庫，三維掃描測繪技術充分掌握被測去油的三維地址數(shù)據，科學全面的指導礦山進行開采和作業(yè)。

1.2 三維激光掃描技術優(yōu)勢

利用三維激光掃碼技術測量被測物體過程中，根據掃描提供的數(shù)據建立三維幾何模型，不同的數(shù)據和不同的被測對象，獲取的數(shù)據也存在一定的差異，但三維激光掃碼技術采用的點云數(shù)據包括采集數(shù)據和預處理，實現(xiàn)幾何模型的可視化操作；從建立模型到三維模型需要對該技術充分考慮，充分分析被測對象的建模需求，選擇合適的策略選擇相關數(shù)據。

三維激光掃描技術分為點云、建模和空間點三種技術層次，突破傳統(tǒng)掃描技術的逐點測量方法，實現(xiàn)點到面的全面監(jiān)測，將少量二位測繪數(shù)據集合為全面的三維測繪數(shù)據信息網，進而建立被測對象的三維點模型；三維激光掃描技術與光學掃描不同，它采用激光單色性能良好、方向性高的技術，特別是三維激光掃描技術的高時效性和高普適性，在礦山測繪中取得良好的效果。

三維激光掃描技術的高時效性要求對被測對象的掃描一秒鐘內完成，大大節(jié)省了測繪人員的工作時長和效率；三維激光掃描技術采用的紅外激光，不受外界光線影像，即使夜晚也能清晰的完成掃描工作，且對周邊環(huán)境不會造成任何化學污染。三維激光掃描技術可以更加準確的完成對測繪目標的數(shù)據分析，不受外界環(huán)境因素影響。

2 三維激光掃描技術的應用

2.1 三維激光掃描技術應用領域

三維激光掃描技術是當前測量領域最先進的技術，克服了傳統(tǒng)測繪技術速率低下和應用范圍狹窄的弊端，明顯提升測量數(shù)據的準確度，隨著三維激光掃描技術與新時代的融合，三維激光掃描技術有效分析影像信息與實際空間信息的整體數(shù)據，完善自身的數(shù)據缺陷，現(xiàn)階段的三維激光掃描已取得顯著的成果，特別在針對不規(guī)則圖形的測量中，與傳統(tǒng)測量方式相比，三維激光掃描技術更好的時間點、線和面三方面的數(shù)據整理，節(jié)省資源減少浪費，提高企業(yè)作業(yè)的準確度，保障工程安全進行。

三維激光掃描技術的高速度、應用范圍廣且操作簡便，是工程項目建設的安全保障。

2.2 三維激光掃描技術礦山應用

礦山測繪測量技術中，三維激光掃描技術不斷發(fā)展，在工程建設和礦山采空區(qū)監(jiān)測等方面廣泛應用，三維激光掃描技術在采空區(qū)地面塌陷方面表現(xiàn)明顯，提高塌陷區(qū)檢測的可視化和數(shù)據化，有效指導礦山的作業(yè)，越來越多的應用于礦山測量中。

3 三維激光掃描技術在地表測繪中的應用

三維激光掃描技術的應用，傳統(tǒng)工程檢測無法滿足現(xiàn)行的技術要求，以工程測量為例，工程測量需要專業(yè)作業(yè)人員熟練掌握周圍被監(jiān)測對象的準確性，重點分析各個地段的地質工程點，不同區(qū)域提供不同的地貌規(guī)則方案，并提供合理的路線支持。而三維激光掃描技術無需人工作業(yè)，利用三維坐標數(shù)據實現(xiàn)建筑工程的高準確度。

利用三維激光掃描技術在治理采空區(qū)塌陷區(qū)取得顯著效果，利用數(shù)字化大比例地形圖，對礦區(qū)采空區(qū)和塌陷區(qū)進行實時監(jiān)測工作并建立數(shù)字模型，將采空區(qū)塌陷區(qū)的塌陷問題以數(shù)據形式呈現(xiàn)。三維激光掃描技術構建的模型，參照點少，全面詳細的分析采空區(qū)的數(shù)據和實際情況，全面獲取被測區(qū)域的位置數(shù)據，更好的確保站點及云數(shù)據的準確度，建立不同模型的地形圖，為后期空間數(shù)據和工程應用提供數(shù)據支撐。

三維激光掃描技術在地質檢測和土方檢測中應用廣泛，一般地質測繪數(shù)據由外業(yè)數(shù)據采集、初數(shù)據處理和地面物體繪制等方面組成，地質測繪數(shù)據的外業(yè)數(shù)據采集是通過三維激光掃描技術采集被測區(qū)域的外業(yè)數(shù)據，外業(yè)測繪是通過實地考察和測量收集相關數(shù)據，為施工需要的控制、放樣和竣工驗收等的測量工作，與傳統(tǒng)測圖工作不同，外業(yè)數(shù)據采集是按照設計圖紙將建筑物的位置、形狀及高程在地面上標出來，后期利用點線施工，實現(xiàn)對被測區(qū)域實際情況的了解，為保障外業(yè)數(shù)據的準確性，選取的勘測地區(qū)站點數(shù)量分布勺，有效控制外業(yè)的數(shù)據采集容量，減少資源的浪費，并利用三維激光掃描技術中的點云設計，獲取附近類似地形的相關信息，在采樣結果的處理過程中，按照設計的比例處理，避免出現(xiàn)誤差。

初數(shù)據處理過程是將外業(yè)數(shù)據收集完畢后通過篩選排查儲存的數(shù)據，利用坐標變換和點云匹配等方式進行數(shù)據加工，采集站點不同所收集的數(shù)據匹配方式不同，另外需要做好定量加成分析，單位信息配對流程通過空間定位系統(tǒng)將不同的掃描點獲取的信息與點云地質信息進行匹配，從而獲取準確的單位地質信息。三維激光掃描技術無法表現(xiàn)單位的具體地質面貌，外業(yè)數(shù)據監(jiān)測掃描密度較大，繪制地形過程中需要排除相關地形的干擾，避免因密度過大出現(xiàn)的不均勻分布，因此需要將該區(qū)域的勘測標準比例處理后再將數(shù)據導入成像系統(tǒng)中，如圖1 所示。

圖1 外業(yè)測繪數(shù)據導入成像系統(tǒng)圖

4 三維激光掃描技術的主要技術要點

三維激光掃描技術獲取目標的空間信息后，測量構成達到90 萬點/s 的激光發(fā)射速度，獲取物體的空間三維數(shù)據可實現(xiàn)三維信息的動態(tài)測定；該技術在測量過程中具有主動和動態(tài)的特點，還具有實時性的效果，不受外部光照和氣壓的影響，可動態(tài)實時性的測量實體目標。三維激光掃描技術利用激光發(fā)射信號，接收測量物體的返回信號，以此獲取測量目標的表面信息數(shù)據，測量過程中無需人體測量直接接觸，故該技術同樣適用于礦山采空區(qū)或塌陷區(qū)；三維激光掃描技術的激光透光性，即使在地表植被較多的區(qū)域，也可以通過點云數(shù)據獲取，從而構建實體模型。

5 結語

三維激光掃描技術對地質測繪和工程測繪工作有重要意義，彌補傳統(tǒng)測繪工作的不足，特別對地表塌陷和采空區(qū)的測量，解決了企業(yè)的難題，應用三維激光掃描技術降低礦山生產的安全事故，實際的技術運用過程中提高三維激光技術的實際應用，更好的實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。