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三维激光扫描技术在矿山测量中的应用论文

发布时间:2022-04-24 11:58:22 文章来源:SCI论文网 我要评论














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  摘要:现代社会不断发展进步,构建矿山并实行绿色发展模式,是实现产业可持续发展的有效方式。在新形势之下,构建矿山三维可视化模型,能够契合产业发展需要,也是技术人员急需完成的工作。三维激光扫描技术应用于矿山测量的过程中,明确技术适用范围并优化技术管理模式,是本文重点探究的内容。

  关键词:三维激光扫描技术;矿山测量;模型

  矿山是国土资源的基本构成,保障矿山开采工作能有序进行,能提升矿山资源的利用率。将三维激光扫描技术合理利用,是现代矿山开采的核心技术构成。将地面测量以及井下测量工作有效落实,将矿山测量任务有效推进,能够更好地满足产业发展需要。针对三维激光扫描技术在矿山测量阶段的具体应用,探索新的适合矿山开采的技术方案,是本文重点研究的内容。

  1三维激光扫描技术运行原理

  该技术在测绘期间,主要依靠技术人员操作,在扫描仪内部发射激光束,完成目标对象的扫描与处理,后续配合应用其他设备,确定相关的时间差,测量扫描设备与被测对象之间的距离,利用激光扫描的方式,能够对被测目标进行持续性、全面性的测量,能保障相关人员及时获得被测目标空间信息条件,获得基础数据之后,被测对象相关的三维虚拟模型由此构建[1]。

  现如今三维激光扫描术,将传统测量工作之中单点测量的模式改善。并且利用该技术发射激光,完成被测物的扫描与管理,获得物体表面的三维坐标,该技术应用的优势是,能够大面积提升分辨率,快速扫描被测物体。扫描的过程中无需使用反射棱镜,仍然能获得高精准度的测量结果。确定扫描点之后,应用云数据构建三维模型,并做好虚拟重现,这一技术是实景复制技术,是现如今扫描技术之中,富有优势的技术类型,具备高精度、高效率的技术应用特质,能够给矿井测量提供新的思路以及新的技术应用方案。
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  2三维激光扫描技术应用于矿山测绘的优势

       2.1技术特征

  (1)动态化、实时性。现代科技产业对信息处理效率有一定要求,在现代社会背景之下,计算机技术与网络信息技术手段融合应用,能够给产业发展奠定良好的基础。将三维扫描技术应用,技术人员不仅能优化测量过程,而且还能将手机以及手机终端设备联合应用,在技术对接以及整合的过程中,能够将测绘过程管控有效推进。从实践来看矿山采样的技术要求诸多,将三维扫描技术配合应用,能够将动态化、实时性地管控策略应用,能够给产业发展奠定良好基础。

  (2)数字化管理。使用三维激光技术,在矿山测量阶段,能快速完成电位的应用,在测量的过程中,应用这一技术手段,能避免与测量对象直接进行接触,但仍然能快速获得数据信息。将三维激光扫描技术合理利用,能够将高度数字化测量的技术管理模式应用,且该技术与矿山测量工作融合,能够体现技术应用的兼容性、多元化,能快速推进相关工作。

  (3)自动化管理。在现代矿山扫描测绘阶段,将三维激光扫描技术合理应用,能够将高效便捷的建站管理工作有效落实,以此为基础,将自动化扫描测绘工作落实,这一技术手段相对于传统的测绘技术,有自身的优势特点。利用三维扫描技术,能够更好地完成长距离测量,避免与物品直接接触,但仍然能快速获得可靠的数据信息,利用这一技术方案,能够将矿山测绘工作效率进一步提升。

  2.2优势特点

  (1)高效测绘。在矿山测量相关工作阶段,利用三维激光扫描技术,能保障测绘的有效性、可靠性。在测量过程中,能高效获取被测对象的相应信息,而且获取信息的速度相对较快。在应用三维扫描技术的过程中,技术本身对周围环境的要求较低,将测量准备工作有效落实,技术应用的便捷性提升。确定被测对象信息之后,只需几秒钟的时间,测量准备工作需要完成的任务也较为简便。在测量过程中,可以使用自动化测量的技术形式,能够将高效性、高品质的测量工作有效落实。

  (2)保障精准度。确定目标对象之后,利用三维激光扫描技术,能够将数据采集过程的精确性提升。在应用扫描技术的过程中,扫描仪与被测位置有一定的距离,但是利用技术处理的方式,能有效控制误差问题。将三维扫描技术合理利用,相关的技术人员,无须将测量信息反复地进行核对,能够将信息质量提升,保障技术应用的精准度,后续构建三维模型,能够获得有效数据信息的支持。

  (3)信息获取更为便捷。在矿山测量的过程中,各个环节的工作,都需要将信息数据有效记录并应用。在现代测绘行业之中,将三维激光扫描设备应用,能够快速完成信息传播的相关工作,利用扫描技术,技术人员能够通过数据网络获取相应的信息,能降低在人工操作以及信息收集阶段的问题,有效获得被测对象的相关信息,此时测绘工作效率提升,应用技术手段进行质量管理,能够将信息处理效率提升。

  3矿山测绘阶段三维激光扫描技术的具体应用

       3.1确定测量的主要任务

  利用三维激光扫描技术,在矿山测量阶段,围绕塌陷区治理相关工作的技术要求,能够将测量任务优化,而且利用数字化的技术手段,将比例尺地形图测绘管理工作有效落实,对矿山测绘

  有关键影响。根据塌陷区域的矿山实际情况,构建数字化模型,后续在采空区治理阶段,塌陷问题也能第一时间处理。

  3.2野外数据搜集以及内业务数据管理

  对矿山测量要点工作进行分析,三维扫描技术应用的过程中,通常是需要建立数字模型的,将参照点建立之后,详细有效地将采空数据获取,将矿山库尾部的技术应用方案确立,构建相关模型之后,能够获得有效的数据支持条件,确定矿区测量对象的空间特征之后,几何位置相关的数据信息能够第一时间获取,而且将点云发射密度值的控制,也能按照技术要求进行。

  在确立参照点之后,会发现参照点的反射作用较强。需要将站点拼接工作做好,并将点云数据的精确性提升。在不同站点进行测量管理,高强度反射点布设管理工作有效落实,获得相关数据信息之后,能尽快完成数据信息处理,并建立数据模型[2]。在相关项目实践或数据处理的过程中,各项技术应用存在一定的差异性,做好各种形式的数据输出与管理,并生成特定的地形图,技术应用效率提升,空间数据分析有序开展,各项工作都能获得有利的数据支持条件。

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  3.3合理利用移动式三维激光扫描仪器

  在移动式三维激光扫描仪应用的过程中,要突出技术应用的优势,分析在位置环境或地点影响之下,有关的空间环境之中,有不确定的因素,如果处于一种运动状态,重复观测之后获得的地图特征。利用扫描技术进行定位,并确定物体的形态,随后再增值量式的结构图,将定位以及三维模型协同建设的目标。利用三维激光扫描仪器,需要技术人员手持探头,将信息采集器合理利用,做好测量范围以及距离的有效管控。

  在设备之外进行操作,能保障技术应用效果。确定测量任务之后,并绘制测量路线,将初始化操作做好。技术人员在测量过程中,通过正常步行的方式,完成往返行走,在行走的过程中,便能将点云数据信息采集管理工作有效落实。在扫描的过程中,全程没有任何控制点。在内业要使用专用的解压软件进行解压处理,获得高密度的井巷工程点运输之后,将这部分数据导入到数据处理软件之中,完成点云数据查询、剪切、抽稀等技术处理,技术人员在实践过程中,还需要配合应用手动拼接的技术方案,随后矿山整体的数据信息,能第一时间获取。后续将点云数据导入工作做好,构建建模软件并将点云数据降噪处理工作落实,做好简化管理以及网络修复等工作,实现逆向建模的目标,最终购进实体模型。

  3.4全站式三维激光扫描仪器应用

  全站式扫描仪的精密度较高,且测量角度控制能按照标准进行,而且能实现高速激光扫描管理工作,将全景扫描与内置广角相机合理利用,完成三维激光扫描测量。该技术的应用优势,就是能通过直接定位的方式,快速完成物体的扫描与测量,扫描过程中无须使用反射棱镜,能直接获得被测井巷工程高精度的扫描云点数据,获得数据信息之后,还能利用点云快速完成数据拼接处理,在过程中使用配套基建,将信息处理的过程优化,后续将三维可视化模型有效应用。

  使用全站式扫描仪,主要是通过导线测量的方式推进相关工作。将架站完成之后,确定测站点以及后视点,将三维坐标建立,利用点云扫描的方式,能快速获取该测站的井巷工程点云数据测量,使用全站仪设备,能够精准获得下一个控制点的三维坐标,通过类推的方式,将井巷工程点云数据获取,在测量过程中,会设置至少两个已知的控制点。内业做好扫描信息采集之后,加强点云数据导入,合理利用数据软件处理的方式,能实现数据信息的优化管理,最终实现逆向建模的目标,井下工程实体模型创建管理工作有效落实,全站式扫描仪获取点云信息,能够将数据信息的可靠性进一步提升。

  3.5点云数据融合

  按照不同测量设备的应用要求,获得井巷工程点云数据之后,需要将这一技术应用的优势以及缺点及时进行管控。将井巷工程三维可视化模型构建之后,能够将测量设备采集的点云数据,及时进行融合与管理,设备采集点云数据使用统一的格式,经过识别之后,三维激光扫描仪采集的点云数据,还能及时进行裁切或移动处理。尤其是将仪器设备配合应用,能够将点云数据稀少的位置及时进行数据补充,最终实现高密度数据信息的处理。

  4三维激光技术应用矿山测绘还需完善的方面

  现代测绘实践阶段,使用三维激光扫描技术,是一种较为先进的技术类型,相对于传统的测绘技术,该技术有自身的优势。测量自动化水平高、测量精准度强、测量面积大等等,都是该技术的应用优势。合理利用三维扫描测绘技术,能够提升矿山测绘工作效率,保障工作质量,因此在诸多项目之中,都会使用三维扫描技术[3]。但目前三维扫描技术应用范围扩大化,在技术实践阶段,一些缺陷性问题也由此产生,常见的情况是三维激光扫描技术是核心,其销售价格相对较高,部分工程测绘单位没有足够的资金条件,支持该技术的应用。还有就是,即便测绘精准度较强,但是在测量阶段,未能有效落实精确度的校准,且使用的校准方式较为单一。三维扫描技术在测量距离、精度、扫描等相关工作期间,技术分类有所不同,可能会引发矛盾问题,这些因素都会影响工程测绘的发展。

  5三维激光扫描技术创新发展趋势

  5.1穿透性

  三维激光扫描技术的穿透性较强,在进行矿山测量的过程中,如果当地的植被没有非常茂盛,利用穿透测量的方式,在植物实体表面建立测量点,实现多点数据信息的有效获取,物体表面的几何信息能直观地反应处理,最终构建实体模型,保障技术应用效果。

  5.2工作效率高

  三维激光扫描技术应用于实践阶段,不仅能保障工作效率,而且能使用周期性的管理模式,技术应用的时效性较强,在进行测量管理的过程中,优化应用技术手段,能有效控制劳动力的投入,对于企业单位来讲是控制成本的有效途径,因此技术应用价值较高,且能够给产业发展奠定良好基础。

  5.3密度较大

  三维激光扫描技术应用阶段,不仅能实现高精度地测量,而且测量数据信息的密度较大,有较高的精确度。根据目标要求,将大面积的空间测量工作做好,采用直接扫描的形式,确定技术应用特征之后,将点云数据作用展现,获得目标的数据信息,完成三维立体模型的构建,能更好地反映出地表形态。

  6结语

  分析我国矿山测绘产业发展实力,在现代社会背景之下,我国经济实力不断提升,测绘产业迅猛发展,对现代科技的应用要求逐渐增多。将三维激光扫描技术合理利用,能有效提升矿山工程测绘质量。因此,相关的技术人员,要不断提升自身专业性,明确市场发展需要调整技术方案,保持足够的专业态度,积极应对在矿山测量阶段的问题,探索改革创新发展的有效途径,保障工程测绘的质量,为我国工程测绘事业发展奠定良好基础。

  参考文献

  [1]齐坤.浅谈三维激光扫描技术在矿山测绘中的应用[J].世界有色金属,2016(13).

  [2]曲相屹,王伟,孙晓东,等.三维激光扫描技术在矿山测绘中的应用[J].山东工业技术,2016,000(022):99-99.

  [3]霍福昊.三维激光扫描仪在矿山测量中的应用[J].能源与节能,2015,000(012):45-46

 
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