簡析三維激光掃描儀在露天礦山測量中的應用

高峰

【摘要】當前，在露天礦山測量中，三維激光掃描儀受到了廣泛應用，受到人們極大的青睞。本篇文章結合礦山的地質地貌，簡要分析了三維激光掃描儀在露天礦山測量中的應用價值。

【關鍵詞】三維激光掃描儀；礦山測量；應用

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革新的一個重要成就，是在繼承GPS測量系統優勢的基礎上，又不斷創新和加以改進的一種應用測量技術。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據，將獲取的點云數據與三維數據處理軟件相結合，創建可視化的三維模型，這種技術手段還被叫做“實景復制技術”。

（一）測量原理

現如今，隨著三維激光掃描儀器的不斷健全和完善，市面上出現了較多類型的儀器，雖然外觀和規格存在很多差距，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，獲取被測物體的數據，收集數據還包括激光測距的間隔距離和水平方向的距離，在經過一系列運算后，計算出精準化的三維坐標，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，再加上引導激光，將保持一定速度轉動的發射棱鏡固定。在應用三維激光掃描儀進程測量的過程中，通過激光測距儀進行激光發射，被測物體表面產生反射作用，計算觀測點到測站點的距離，結合掃描儀測量對其水平方向和豎直方向進行一系列運算，最終得出高精準的三維空間坐標。

（二）應用領域

三維激光掃描儀突破了傳統的測量方式，有效率高、精度準等優點，且不受時間空間的限制，在地形測量、道路橋梁、隧道、礦山等地質地貌中受到了廣泛用。結合三維激光掃描儀的特點，還可將該技術應用到古代建筑物或古代遺址的保護工作。除此之外，三維激光掃描儀器的應用是十分普遍的，還能合理應用到電影制作、網絡游戲、醫療服務等行業中。

在應用三維激光掃描儀進行檢測時，需要注意的是，這種檢測技術會受到環境因素的影響發生相應的變化，如行人、車輛等，尤其是礦區中存在大量的植被面積，這就需要結合實際的地形特點，及時制定科學合理的措施實施檢測工作。三維激光掃描儀器效率高、精度準優點外，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用分析

（一）建立地面控制網

地面控制網的建立，可將GPS與三維激光掃描儀器進行有機結合，應用三維激光掃描儀器實施高精準的檢測，創建地面控制網。需要額外注意的是，在露天礦山測量中應用三維激光掃面儀器時，需要嚴格執行我國的相關法規，符合實際的測量需求。

（二）建立礦山模型

在應用三維激光掃描儀器對露天礦山進行測量的過程在，收集點云數據的坐標，并對礦山使用激光掃描，對所得數據資料進行研究計算，得出礦山區域內的DEM數據，建立礦山模型，對礦山的地質地貌進行整體規劃，這為煤礦企業的安全生產工作提供了實時的數據資料。

（三）生成數字線劃圖

在應用三維激光掃描儀對礦山進行搭建開采模型后，對于分辨率為1米的數字地面模型，可以實現高精度的高線劃圖，結合三維激光掃描儀的高精度、高精準優勢，將一些拼接模型，利用操作，生成數字線劃圖，為礦山測量工作技術實時的數據資料。應用三維激光掃描儀器，能有效檢測礦山基礎設施的數據，礦山基礎設施多種多樣，如辦公樓、控制點、井架、水塔等等；應用三維激光掃描儀儀器，能迅速側量數據，還具有效率高、精度高的優點。

（四）檢測礦區及礦井設施沉降

檢測礦區及礦井的設施沉降情況，直接關系到礦山檢測工作的安全性和穩定性。檢測礦區及礦井設施沉降這項環節，應用三維激光掃描儀器，收集礦井的點云數據，在獲取了大量的數據資料后，觀察整個礦區及礦井的沉降情況。應用三維激光掃描儀，能有效檢測礦區及礦井設施沉降情況，更為直觀的收集數據資料。

（五）沉陷區測量

在對露天礦山進行開采的過程中，極易產生地面沉陷的情況，應用三維激光掃描儀，收集大量的豐富的點云數據資料，在沉陷區域內搭建空間點云模型，還能測算出沉陷面積，結合實際沉陷情況，及時采取合理有效的做法加以解決。

（六）巷道檢測

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

三、結語

三維激光掃描儀在露天礦山測量中的應用十分廣泛，還具有高效率、高精準、直觀具體等優點，節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的掃描方法，是在GPS全球衛星定位系統后的又一項革新技術，通過獲取大量的云點數據，投入到實際生產工作中，對實現煤礦企業的現代化具有重要意義。

參考文獻

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