刘升阳
山东省日照基础工程公司 山东日照 276800
摘要：几十年来，矿山测绘技术稳步发展，机械化水平不断提高。但是，为了当今矿业测绘工作的需要，传统的测绘技术无法完全满足，各种现代测绘技术逐渐得到发展，三维激光扫描技术就是其中之一。同时，数字矿山的建设对矿山企业的安全开采和高效生产具有不可替代的作用。一方面，三维激光扫描技术可以构建三维模型，另一方面，它可以使地雷的实际地貌更加三维。反过来，它促进地雷的发展。
关键词：三维激光扫描技术；矿山测绘；应用；分析
1 工作原理与特点
1.1 工作原理
基于快速激光扫描的方法，可以对测量目标进行全方位、不间断、准确的扫描，在短时间内获得测量目标的三维坐标信息，并实现了对点位置空间信息的高速大规模测量。通过这一技术，我们可以建立物体的三维图像模型。它不仅速度快、效率高，而且自动化程度很高。它可以不间断地进行实时动态测量，获得的数据信息非常准确。通过激光测距理论，实现了目标点云信息测量的真实数据。根据这一理论，可以用精确的三维模型在短时间内直观地证明，方便了相关研究工作的发展。该项技术的最大优势就是，能够对测量物体进行海量的点位信息获取，非常密集。弥补了过去测量技术单点测量的弊端，由此打开了测量技术由单点向面发展的革命，是传统测量技术基础上的更新与发展。该项技术的应用不断快速，而且非常精准，优势突出。实现了被测目标三维点云信息的快速获取，所以能够为数字地形模型提供可靠地数据，使其精度更高，分辨率更强。传统的测量手段，如 GPS 以及全站仪等，虽然在获取三维信息方面发挥着非常重要的作用，但与三维激光扫描技术相比较，这些传统技术在获取信息数据的精度方面与之存在很大距离，难以满足如塌方地段以及采空区域需要进行高精度与高密度的需要，同时在获取这些信息的过程中还要面临非常大的安全风险。通过三维激光扫描技术，这些问题可以得到很好的解决，不仅快速方便，而且获取的信息非常全面、精准，无需对测量目标进行接触，就能够对数据信息进行获取。
1.2应用特点
1.2.1效率高、用时短、自动化、测量距离远
采用三维激光扫描技术，能够在短时间进行建站，通过对两三个标靶坐标的扫描，就可以进行建站，之后相关工作则可在自动化下得以实现，用时非常短暂，与其他测绘技术相比，三维激光扫描技术具有较长的测量距离。而且整个测量阶段无需进行棱镜发射，不予测量目标进行接触。
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1.2.2互联网 +、动态性、实时性
三维激光扫描技术采样点的实际速率较高，可在现代网络技术的支持下，将该技术与手机等移动终端进行对接，在手机上进行操作就可以完成相关的测绘工作。
1.2.3数字化程度高、精度较高
在三维激光扫描技术中，点定位的精度相对较高。在实现阶段，不需要对测量对象进行特殊的处理工作，也不需要与测量对象接触就可以获得测量目标三点云的数据。该技术数字化程度高，兼容性好。同时，具备综合技术软件，能很好地开展矿山测绘工作。
1.2.4可以全面的对信息进行采集
该项技术在进行危险区进行作业时，借助一些辅助手段（机器人、无人机等），就可以实现对测量目标的精准扫描，获取全面的数据信息。该项技术集合了激光发射装置以及电路控制板与数码照相设备，同时还有滤光镜等，对被测目标的三维信息获取可在很短的时间内完成，并且获得的数据非常精准。在激光测距的作用下记录了测量过程中目标的各个不同点位，得出其实际的距离。同时将这些数据进行储存，在相关软件的帮助下，处理这些信息，生成点云数据，并直观的展现出来。
2 矿山测绘的分析
2.1调查矿山要素
首先，做好调查矿山要素前期准备工作，主要包括调查权属前的准备工作，如对矿山区与矿山子区进行划分，土地权属来源相关资料的收集和整理，调查工作底图，预编宗地代码。其次，调查权属界址。再次，宗地草图的绘制，主要描述宗地位置、相邻宗地之间的关系、界址线及界址点等。最后，严格根据规定要求及格式对矿山调查表进行填写，对权属界线原始记录进行确定。
2.2建立数据库
矿山信息系统主要是利用计算机信息技术建立起来的地理信息系统。它存储、维护、计数、检索、管理和分析数据和绘图。日常管理可以有效和方便地管理地雷数据。传统的矿山测绘工作，由于信息技术的不完善，使用技术方法比较落后，不仅延长了测量周期，增加了工作量，数据精度低。
2.3控制矿山测量
开展测绘工作要求必须进行前期控制测量，准确控制测量精度与布设，因为这些都会对后期测量成果的准确性产生严重影响。矿山控制测量在矿山测量中可以分成两种控制测量：矿山首级控制测量、矿山图根控制。在布设各等级控制网时，要求坚持“从整体到局部、分级布网”的原则。矿山首级平面控制网主要是利用静态全球定位系统定位法来收集国家四等以上三角点与E级以上GPS点，经过检查分析后才可以作为矿山首级平面控制点。在加密二级以上的矿山首级平面控制网点时可以使用快速静态或者是静态全球定位系统法进行。测量首级控制网点可以使用水准测量或者是三角高程测量方法进行。而测量矿山图根控制时可以使用导线测量方法和快速静态或者动态全球定位系统定位。
3三维激光扫描技术在矿山测绘中的应用
3.1矿区Web点云的浏览和量算
在矿井中，在获取点云信息时，三维激光扫描技术可以作为实现这一目标的重要依据。通过本技术的应用，可以完成摄影器材的安装。这个装置可以发挥重要作用。有利于矿山纹理采集，应用专用软件设备，做好数据处理工作，促进网络点云的形成，以反映矿山的实际情况。此外，还可以进行测量工作，获得准确的结果。
3.2矿区管理的三维立体化
3.2.1 建立矿区地表三维模型
在矿山表面三维模型的构建过程中，三维激光扫描技术提供了大量的数据信息。完成矿区施工设施的扫描工作后，从中获得相关点云信息，保证其精度，完成三维模型的构建。科学合理地应用专用软件，确定各种模型属性，提供充分、准确的信息，有利于矿山管理的发展。此外，在构建模型时，索引目录也可以应用于它，供人们查看。只需在相对较短的时间内点击索引目录进入所需的查询接口，就可以进一步提高地雷的数字化。
3.2.2对于矿区地下巷道实况，可以直观呈现
针对矿区巷道，通过三维激光扫描技术的应用收集其中所有数据，同时精确扫描微小变化。从中得到实际点云数据，以此为依据构建三维模型，直观呈现巷道实际情况。对于巷道内部具体状况，能够实时了解。同时，应用三维激光扫描技术扫描配备于巷道中的设备，完成模型构建，明确实际状况。在巷道模型基础上，能够处于立体层面上精确定位人员位置，详细了解他们的状况。在所构建的模型中，确定所需监测设备，方便在问题出现时进行报警提示，加强监测立体化及可视化。此外，应用该模式，开展人员培训工作，丰富他们的安全知识，提升培训水平。
3.3 精准统计矿区开挖体积
采用三维激光扫描技术，更全面地了解露天开挖的实际情况，并对目标区域进行定期扫描。基于所获得的数据信息，通过模型直观地呈现出各个周期的数据。可用于发现某些阶段的变化特征，准确计算开挖量，有利于矿山作业。
结束语
总之，它在矿山测绘领域得到了广泛的应用，充分发挥了三维激光扫描技术的优势。三维激光扫描技术是快速获取三维空间信息的重要技术。随着三维激光技术的发展和成熟，对三维控制信息的需求越来越大，三维空间技术被直接引入传统的测量技术。它将很快发展成为测绘领域常用的一种新型技术，具有广阔的发展空间。
参考文献
[1] 李淑军.三维激光扫描技术在矿山测绘中的应用[J].世界有色金属，2018（16）：28+30.
[2] 曲相屹，王伟，孙晓东，闫力文.三维激光扫描技术在矿山测绘中的应用[J].山东工业技术，2017（22）：99.
[3] 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，2018（13）：181+183.
论文作者:刘升阳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第33期
论文发表时间:2019/3/6
标签：测量论文; 矿山论文; 技术论文; 激光论文; 信息论文; 数据论文; 模型论文; 《建筑学研究前沿》2018年第33期论文;