基于礦山地質測繪的三維激光掃描技術研究

馬玉德

（安徽省核工業勘查技術總院，安徽 蕪湖 241002）

在礦山地質測繪過程中所使用的數據掃描方法，在其使用上都較為頻繁，手續也比較繁瑣，且獲取的準確度也比較低，所以可以有效增加地質測繪工程的測繪質量，地質測繪工作人員逐漸把研究中心開始轉移到了三維激光掃描技術。三維激光掃描技術在工程地質測繪實際使用過程之中，具備較好的應用價值[1]。三維激光掃描技術，即Light Detection and Ranging Technology ， 簡 稱LiDAR，三維激光掃描與測繪技術，也可以被稱之為“三維激光掃描”或“實際環境二次復制技術”，即Three Dimensional Laser ScannerSystem，這是一種利用環境、角度、位移大小等屬性的建立間接獲得目標物質表層的三維立體坐標體系進行整合并高度準確地恢復掃描物體的原貌，并可以迅速地獲得物體原始的測繪數據，以便達成直接從物體中進行準確的正向立體三維數據搜集以及模型恢復的技術。

1 基于礦山地質測繪的三維激光掃描技術

1.1 測站拼接

ILRSY掃描設備中有一個用于儲存圖像的相機儀器，當使用ILRSY掃描設備進行拍攝任務的時候，就能夠很簡便且順利得與周遭環境自行進行匹配設置。利用軟件的增添按鍵將掃描設備掃描到的目標設置文件壓縮包直接輸入軟件文件夾之中，就可以在右邊的可讀界面中讀取到完整的信息以及工作人員人為設置的感興趣數據信息[2]。假若說輸入的數據信息是錯誤的，就能夠利用remove按鍵直接取消輸入操作。目標區域的一些特定性能會對獲得的點陣數據信息的質量產生不利的直接影響。在掃描最開始階段，利用掃描設備控制文件夾對目標區域進行人為設置，這個時候也要求對掃描設備到掃描目標的平均位移(簡稱位移)和數據采樣距離這兩個重要性能進行直接劃定。預期位移如果過大或數據采樣距離過小，都有可能會導致掃描時間太長，間隙過密，而造成數據庫存過大，預期位移過小或數據采樣距離過大，就有可能會造成數據間隙過于稀疏，很多數據掃描不到，而造成計算誤差，進而無法應用到實際[3]。普遍狀態下，可以先讓界面自行預估一個適宜位移，按照這個位移再人為的進行調整、修改，同時按照系統對數據精確度的高標準，適當對數據采樣間距進行選擇。

1.2 坐標的絕對定位

三維激光掃描技術在技術水平上是屬于新型技術范疇的，最近幾年來在地質勘探中獲得比較明顯的影響，三維激光掃描技術對掃描結果準確度的要求比較高，在整體應用時期可以大大減少使用時間，有關技術人員有必要引起一定的注意，根據實際需要進行拍攝。按照技術標準的具體需求已知，在實際應用環節之中需要對其工作性能進行分析，按照目標勘探的具體環節的實施標準。以現存測繪標準作為前提，需要對周遭環境狀況提前進行查看，得以發揮出三維激光掃描技術的最佳功用。因為整體掃描工作實踐比較短暫，要求是在一秒以內完成。在測繪過程中對其精準度有一個比較嚴格的標準，需要做好掃描后續工作，完成對目標的有效勘查與測評。原有測繪方法在實際掃描工作中有著非常重要的影響，由于人為因素的影響，測繪施工的限制范圍比較大，如果不提前進行預測，就會造成測繪結果精準度的失控。

1.3 數據編輯

為了實現掃描設備可以便捷、有效的完成掃描整體流程，需要應可能的選擇在最適宜的溫度條件下，以及比較安穩和和諧的環境下使用掃描設備。因為ILRJY掃描設備是采取主動發射三維立體激光的方法進行掃描工作，因而掃描射頻通常情況下是不會對掃描結果造成不利影響的，可是卻可以對獲得的圖像信息產生一定影響。對礦山地質進行測繪掃描，背光條件下圖像的畫質顯示不清楚，恢復的時候就會出現不方便的時候，因而在掃描過程中，需要在最大限度上考慮到現實光線的環境因素，以便于點陣信息進行整合的時候與三維立體貼圖進行比照。另一方面，盡可能不要在風雪等惡劣天氣下進行工作業，這是由于空氣中如果含有大量的水汽就會造成噪聲困擾，進而增加了后期工作人員的處理難度；同時也會導致掃描設備的主機與電源出現故障等問題，導致經濟成本的增加，不利于正常工作的進行。

2 實驗論證分析

為保證本文提出的基于礦山地質測繪的三維激光掃描技術實施的有效性，進行實驗論證，實驗論證采用相同地區的，具有相同礦區的地質環境進行測繪論證實驗。為保證實驗的嚴謹性，采用傳統掃描方法，作為實驗論證對比，對測繪成本進行統計。其實驗論證結果曲線如圖1所示。根據結果顯示可知，基于礦山地質測繪的三維激光掃描技術相比于傳統技術，可以達到降低測繪成本，提高資源使用率。

圖1 實驗論證結果曲線

3 結語

本文對基于礦山地質測繪的三維激光掃描技術進行分析，依托礦山地質測繪結合機制，根據三維激光掃描圖像的獲取與取樣分析數據，對其獲取界面數據信息進行調整，實現本文設計。實驗論證表明，本文設計的方法具備極高的有效性。希望本文的研究能夠為基于礦山地質測繪的三維激光掃描技術提供一定的依據。