三維激光掃描技術在礦山地質快速測繪中的應用

王繼輝

（遼寧有色勘察研究院，遼寧 沈陽 110000）

礦山測繪技術不斷的發展，其在礦山地質礦山測繪中已有一定的技術水平，但傳統的礦山地質測繪技術無法滿足現代測繪技術的需求，尤其在礦山開采活動日益頻繁對于快速測繪的要求[1]。三維激光掃描技術在礦山地質快速測繪工作中扮演著愈來愈重要的角色，礦山信息化模型的建立是提高企業生產效益和保證礦區開采安全的有效方式；同時此技術還能直觀地反映礦山地質地形地貌，是一種新型的測繪技術，有助于促進礦山的有序發展。

1 三維激光掃描技術的分析

三維激光掃描技術是基于GPS定位系統的新型技術，其通過掃描的方式可以測量礦山地質并獲得三維點云數據，從而繪制出高精度的三維立體模型。該技術與傳統測繪技術相比，其快速測繪速度較快，即傳統測繪技術掃描一點需要消耗3～6s的時間，而快速掃描技術可以做到每秒掃描1100個點[2]。三維激光掃描儀是通過發射出激光，并將接收到的信號發射出新的信號，最后利用計算機軟件進行信息數據處理，進而建立礦山地質信息數據模型。掃描儀由掃描軟件和硬件設備組成，掃描軟件即計算和整理數據的掃描系統，硬件設備包括掃描儀、設備支架和電源設施。

2 三維激光掃描技術在礦山地質快速測繪中的應用

2.1 礦山地質快速測繪的分析

三維激光掃描技術利用掃描儀對礦山地質進行掃描，從而得到礦山地質的三維信息數據，并建立相應的模型;該技術不需要直接接觸被測物體，就可以快捷和實時地獲得物體的信息數據，進而根據測量的信息數據建立相關的三維模型；三維激掃描技術通過測量點的信息，將測量的各個點的坐標整合為三維點數據，不需要對實景進行處理，就可以得到真實的數據。三維激光掃描技術在礦山地質測繪中的應用，既可以促進企業對于礦山地質的準確性管理，方便于工作人員查詢礦山地質的實時信心數據，并對不同時間段的礦山地質變化進行詳細地研究和分析；此外，提高了礦山開采活動的安全性。

圖1 三維激光掃描技術在測繪中的應用

開展礦山地質測繪工作時，要做好前期的控制測量工作，有效地控制礦山測繪技術精確度，三維激光掃描技術作為一種新型快速測繪技術，要求在地質測量過程中遵循“總體到部分、點成網”從的原則，測量礦山控制點采取水準地質測量和三角地質測量的方式，并利用GPS系統進行定位。構建礦山地質數據系統是測繪技術開展的首要工作，其結合計算機技術的儲存、計算和管理信息數據的功能，并建立完善的礦山地質信息數據庫，為企業的礦山勘探工作提高了良好的理論參考。

2.2 三維激光掃描技術的應用分析

三維激光掃描技術具有動態監測、數字化、精確度高等優點。

通過對物體的掃描并收集和處理信息數據，可以快速輸送數據，使得企業獲得被測物體的三維信息數據并建設三維模型;同時三維激光掃描技術提供了一種新型測繪信息數據的表達方式，直觀地顯示實景環境，對提高測繪工作效率和節省測繪成本均有很大的作用。因此其在現代礦山地質測繪中得到了廣泛的應用。

在礦山地質測量中，建設礦山地質三維模型可以全方位地掃描整個礦山及其周圍地區的地形，并通過軟件處理獲取的三維點云數據，進而建設礦山地質的三維立體模型，對三維立體模型進行數據編輯處理，建立礦山地質信息數據庫;三維激光掃描技術收集的控制點較為完整，包括礦山地形地貌啊、礦山實時動態變化等，并通過計算機處理系統展示出礦山內部的三維立體實景，有助于礦山工作人員掌握礦井中的實際情況及礦井中的人員分布情況。

在利用激光掃描技術對礦山地質進行快速測繪時，依據礦井中軌道的特點確定激光掃描儀支架的放置位置，并安裝在安全的位置;在掃描礦山地質過程中，根據不同的掃描位置要科學地選用不同的密度參數；三維激光掃描技術獲取的信息數據可以與計算機的處理系統兼容，有利于對開采礦山地質的體積、地質斷層等信息的收集和審核。礦山地質的三維立體模型的建設，可以使全部礦山及周圍的地質信息得到實時地測量和控制，并確定礦井中每個工作人員的位置，對意外事故的救援工作有很大的作用。三維激光掃描技術作為快速測繪系統，具有高精確度和掃描速度快的特點，選用快速激光掃描原理完成礦山地質信息數據的采集和處理，由于處理礦山地質控制點信息的方式不同，三維激光掃描技術可以自動識別實景環境，在礦山地質測繪中發揮至關重要的作用。

3 結語

礦山地質信息三維立體模型在礦山地質測繪工作中具有很強的實用性，由于三維激光掃描技術不需要接觸實景即可獲取物體環境的信息數據，尤其在地勢復雜的礦山地區可以實時測量地質信息，同時也實用于礦井中人員分布的檢測;三維激光測繪技術獲得的三維點云數據，可以清晰地反映礦山的實景環境，為建立礦山信息數據庫提供精確的信息基礎。三維激光掃描技術在礦山地質測繪中的應用，可以為企業對于礦山的開發和礦山地質環境的研究提供有利的理論基礎，同時也可以確保對于礦井中工作人員的安全，以達到快速和安全開采礦山的效果。

[1]胡磊,彭勁松,葉波,等．三維激光掃描技術在地質災害應急測繪中的應用[J]．測繪通報,2017,45(9)：154-155．

[2]彭昊,徐敬海,倪紹強．地面三維激光掃描技術在變電站精細測量中的應用[J]．測繪通報,2017,69(12)：14-15．