三維激光掃描測(cè)量在露天礦山地質(zhì)環(huán)境治理中的應(yīng)用

1、 三維激光掃描測(cè)量在露天礦山地質(zhì)環(huán)境治理中的應(yīng)用 摘要：礦山工程是我們國(guó)土資源方面的關(guān)鍵工程。那個(gè)開(kāi)采工作的順利性直接關(guān)系到我國(guó)礦產(chǎn)資源的供應(yīng)情況。三維激光掃描技術(shù)是現(xiàn)代礦山開(kāi)采工作的新技術(shù)，成功解決了地勘工人的礦山工程測(cè)量問(wèn)題。正因?yàn)槿绱?，本文重點(diǎn)介紹三維激光掃描技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用，以三維激光掃描技術(shù)為主要研究對(duì)象，旨在幫助推動(dòng)礦山持續(xù)健康發(fā)展。關(guān)鍵詞：三維激光掃描;露天礦山;礦山地質(zhì)環(huán)境;測(cè)繪引言露天礦山魯莽開(kāi)采導(dǎo)致了一系列礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，包括土地資源破壞、礦山環(huán)境污染、地質(zhì)災(zāi)害等。管理礦山地質(zhì)環(huán)境時(shí)，必須測(cè)量高精度地形圖，為工作負(fù)荷計(jì)算、規(guī)劃設(shè)計(jì)等提供依據(jù)1。由于礦區(qū)無(wú)序開(kāi)發(fā)利用，

2、地形一般比較負(fù)責(zé)，有些地區(qū)很難形成陡峭的懸崖而到達(dá)，具有一定的危險(xiǎn)性，測(cè)量難度很高，使用傳統(tǒng)測(cè)量方法難以滿足需求2，3。隨著三維激光掃描技術(shù)的迅速發(fā)展和成熟，露天礦地質(zhì)環(huán)境管理測(cè)繪越來(lái)越廣泛。1三維激光掃描技術(shù)概述在上世紀(jì)90年代中期，三維激光掃描技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)，該技術(shù)是一項(xiàng)非常先進(jìn)的高新技術(shù)，是gps技術(shù)之后，又一項(xiàng)新的測(cè)繪技術(shù)手段，在測(cè)量過(guò)程中，利用高速激光掃描技術(shù)手段，能夠?qū)y(cè)量對(duì)象展開(kāi)高分辨率，大面積的快速測(cè)量工作，獲得測(cè)量對(duì)象的相關(guān)三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，能夠?qū)臻g點(diǎn)位信息展開(kāi)快速大量測(cè)量，為測(cè)量對(duì)象三維影像模型構(gòu)建提供了良好的技術(shù)支撐，三維激光掃描技術(shù)不僅測(cè)量迅速，而且具有測(cè)量精度高，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)

3、的效果，測(cè)量過(guò)程中不用于測(cè)量對(duì)象進(jìn)行接觸，自動(dòng)化水平非常的高，是測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域一次新的技術(shù)革命。通過(guò)三維激光掃描技術(shù)對(duì)測(cè)量物體點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取過(guò)程中，可以根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)體三維幾何模型的構(gòu)建，由于應(yīng)用對(duì)象的不同，點(diǎn)云數(shù)據(jù)也存在很大不同，利用三維激光掃描技術(shù)處理數(shù)據(jù)過(guò)程當(dāng)中，所音樂(lè)的方法也存在一定差異。對(duì)于點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理而言，主要包括采集數(shù)據(jù)以及預(yù)處理數(shù)據(jù)，重建幾何模型和進(jìn)行模型可視化。為了重建模型，首先必須要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。同時(shí)，對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行精確處理之后，點(diǎn)云數(shù)據(jù)將更加的精準(zhǔn)可靠，重建模型過(guò)程當(dāng)中，復(fù)雜程度便會(huì)得到有效降低，使重建模型的速度以及精確度得到很好保障，預(yù)處理數(shù)據(jù)過(guò)程當(dāng)中，主要是縮減點(diǎn)

4、云數(shù)據(jù)中的濾波，進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割，或者配準(zhǔn)與融合等。2三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于礦山測(cè)繪過(guò)程的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)2.1三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于礦山測(cè)繪過(guò)程的優(yōu)勢(shì)（1）強(qiáng)化提高目標(biāo)數(shù)據(jù)采集過(guò)程的精度。通常情況下，在礦山測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用，雖然掃描儀距離被測(cè)位置較遠(yuǎn)，卻能夠在很大程度上降低誤差現(xiàn)象的出現(xiàn)；同時(shí)，通過(guò)三維掃描技術(shù)的應(yīng)用，相關(guān)人員不需要對(duì)測(cè)量位置的表面進(jìn)行處理，在測(cè)量之后也不需要對(duì)測(cè)量信息進(jìn)行反復(fù)的檢驗(yàn)，極大地保障了相關(guān)信息的質(zhì)量與精確度，在很大程度上提高了三維模型建立的便利性。（2）更加高效的完成測(cè)繪工作。在現(xiàn)代礦山測(cè)量的過(guò)程中，通過(guò)三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用，還可以在很大程度上提

5、高測(cè)繪過(guò)程的水平與效率。通常，利用三維激光掃描技術(shù)來(lái)獲取被測(cè)對(duì)象的信息大多僅僅需要幾毫秒左右的時(shí)間，同時(shí)該技術(shù)對(duì)周圍環(huán)境的要求并不苛刻，測(cè)量之前的準(zhǔn)備工作也相對(duì)簡(jiǎn)便，同時(shí)在測(cè)量過(guò)程中也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量，由此可以實(shí)現(xiàn)高效性、高質(zhì)量的測(cè)量工作。（3）更加便利的獲取相關(guān)信息。隨著時(shí)間的推移，在現(xiàn)代測(cè)繪行業(yè)中，常見(jiàn)的三維激光掃描設(shè)備大多具有自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳輸作用，由此可以促使相關(guān)人員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備中，在很大程度上減少了傳統(tǒng)人工操作與收集過(guò)程的工作量，確保更加便利的獲取到被測(cè)對(duì)象的相關(guān)信息，并在另一方面促進(jìn)了測(cè)繪工作效率與質(zhì)量的強(qiáng)化提高。2.2三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于礦山測(cè)繪過(guò)程的具體特

6、點(diǎn)（1）數(shù)字化程度與精確度高方面的特點(diǎn)。研究表明，現(xiàn)代三維激光掃描技術(shù)在點(diǎn)定位的應(yīng)用過(guò)程中具有較高的精確度，還可以確保在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中不與被測(cè)對(duì)象進(jìn)行直接接觸，便可以完成相關(guān)信息的測(cè)量與獲取。同時(shí)，通過(guò)三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用，還能夠在很大程度上實(shí)現(xiàn)高度數(shù)字化的測(cè)量過(guò)程，同時(shí)具有較高的兼容性，確保更加全面、高效的完成礦山測(cè)量測(cè)繪的工作過(guò)程。（2）動(dòng)態(tài)性與實(shí)時(shí)性方面的特點(diǎn)。當(dāng)前時(shí)期，隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)信息等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的快速發(fā)展，三維激光掃描技術(shù)能夠與相關(guān)人員的手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備與終端等進(jìn)行更加直接便利的對(duì)接，強(qiáng)化提高礦山測(cè)繪過(guò)程的便利性，同時(shí)在另一方面提高礦山采樣過(guò)程的水平與效率，由此體現(xiàn)出三維激光掃

7、描技術(shù)應(yīng)用于礦山測(cè)繪工作的動(dòng)態(tài)性及實(shí)時(shí)性等方面的特點(diǎn)。3三維激光掃描測(cè)量流程3.1三維激光掃描外業(yè)數(shù)據(jù)采集露天礦地質(zhì)環(huán)境管理在測(cè)繪時(shí)，根據(jù)測(cè)量區(qū)的實(shí)際情況，選擇“使用基于目標(biāo)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)收集方法”。然后選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量點(diǎn)和目標(biāo)，并設(shè)置掃描點(diǎn)云采樣密度、最大測(cè)量范圍等參數(shù)。在實(shí)際測(cè)量中，當(dāng)將反射目標(biāo)放置在視覺(jué)條件相對(duì)較好的位置，并在任何位置管理露天礦的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行三維激光掃描時(shí)，同一個(gè)觀測(cè)站必須同時(shí)掃描3個(gè)以上的目標(biāo)。掃描完成后，精確掃描目標(biāo)以獲得目標(biāo)的精確幾何坐標(biāo)。最后，使用sdcors-rtk測(cè)量目標(biāo)的大地坐標(biāo)，將獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到大地坐標(biāo)系下。使用三維激光掃描測(cè)量時(shí)，測(cè)量范圍不應(yīng)缺失，設(shè)置目

8、標(biāo)時(shí)要盡可能均勻地分布，目標(biāo)必須與三維激光掃描儀相距適當(dāng)?shù)木嚯x，并且要拍攝掃描范圍的照片。3.2三維激光掃描內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理三維激光掃描行業(yè)數(shù)據(jù)處理主要包括注冊(cè)點(diǎn)云、拆分各種測(cè)試站點(diǎn)云數(shù)據(jù)、減少和簡(jiǎn)化點(diǎn)云數(shù)據(jù)的噪聲、數(shù)據(jù)處理和建模以及繪制地形圖。首先注冊(cè)點(diǎn)云，然后使用完成的目標(biāo)點(diǎn)幾何坐標(biāo)在同一個(gè)坐標(biāo)系中注冊(cè)和調(diào)整獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。然后，使用點(diǎn)云接頭的目標(biāo)接頭功能(例如點(diǎn)云噪波消除、植被消除和點(diǎn)云密度抽取)執(zhí)行樁號(hào)接頭。最后對(duì)dem數(shù)據(jù)建模，通過(guò)圖形獲得露天礦地形圖。3.3建立相關(guān)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最后，相關(guān)人員還需要根據(jù)礦山三維立體模型來(lái)提高礦山信息與數(shù)據(jù)系統(tǒng)的完善與豐富，并加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立，以此

9、來(lái)保障三維激光掃描技術(shù)自身的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，相關(guān)人員還可以通過(guò)將礦山測(cè)量早期的數(shù)據(jù)信息與實(shí)際測(cè)量所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的對(duì)比，并以此來(lái)進(jìn)行礦山開(kāi)采位置的監(jiān)控、礦山采空區(qū)監(jiān)控及實(shí)際開(kāi)采量的計(jì)算等，確保在最大程度上提高礦山開(kāi)采管理過(guò)程的綜合性及數(shù)字化，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)測(cè)繪行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。結(jié)束語(yǔ)綜上所述，隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)綜合實(shí)力與社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高，帶動(dòng)著我國(guó)測(cè)繪工作的快速發(fā)展，而隨著我國(guó)科技水平的提高，三維激光掃描技術(shù)在很大程度上影響著工程測(cè)量測(cè)繪工作的水平，為此，相關(guān)人員需要在日常的工作中采取有關(guān)措施，消除三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的不足，提高工程測(cè)量測(cè)繪工作的質(zhì)量，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)工程測(cè)繪施工領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。參考文獻(xiàn)1殷齊魯.三維激光掃描測(cè)量在露天礦山地質(zhì)環(huán)境治理中的應(yīng)用j.世界有色金屬,2019(14):297-298.2馬漢君.三維激光掃描技術(shù)在地形地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用j.世界有色金屬,2019(12):231-232.3