王斌
山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿 山东 莱州 261442
摘要：三维激光扫描仪的应用是露天矿山测量工作的重要组成部分，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了矿山测量作用和任务，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就三维激光扫描仪器在露天矿山测量中的应用展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：三维激光扫描仪；露天矿山；测量；应用
1三维激光扫描仪概述
三维激光扫描仪是新形势下三维技术革新的一个重要成就，是在继承GPS测量系统优势的基础上，又不断创新和加以改进的一种应用测量技术。三维激光扫描仪用于检测物体表面，迅速收集三维立体点云数据，将获取的点云数据与三维数据处理软件相结合，创建可视化的三维模型，这种技术手段还被叫做“实景复制技术”。
1.1测量原理
现如今，随着三维激光扫描仪器的不断健全和完善，市面上出现了较多类型的仪器，虽然外观和规格存在很多差距，但实际的操作原理是相同的。三维激光扫描仪的操作原理，从某种意义上来说，与全站仪器的测量原理是相一致的，都是搭建空间的三角模型，获取被测物体的数据，收集数据还包括激光测距的间隔距离和水平方向的距离，在经过一系列运算后，计算出精准化的三维坐标，这就是三维激光扫描仪器的整个操作过程，其仪器主要是高精度的激光测距仪，再加上引导激光，将保持一定速度转动的发射棱镜固定。在应用三维激光扫描仪进程测量的过程中，通过激光测距仪进行激光发射，被测物体表面产生反射作用，计算观测点到测站点的距离，结合扫描仪测量对其水平方向和竖直方向进行一系列运算，最终得出高精准的三维空间坐标。
1.2应用领域
三维激光扫描仪突破了传统的测量方式，有效率高、精度准等优点，且不受时间空间的限制，在地形测量、道路桥梁、隧道、矿山等地质地貌中受到了广泛用。结合三维激光扫描仪的特点，还可将该技术应用到古代建筑物或古代遗址的保护工作。除此之外，三维激光扫描仪器的应用是十分普遍的，还能合理应用到电影制作、网络游戏、医疗服务等行业中。
在应用三维激光扫描仪进行检测时，需要注意的是，这种检测技术会受到环境因素的影响发生相应的变化，如行人、车辆等，尤其是矿区中存在大量的植被面积，这就需要结合实际的地形特点，及时制定科学合理的措施实施检测工作。三维激光扫描仪器效率高、精度准优点外，还具有检测更为直观和具体的效果。
2矿山测量作用和任务
2.1矿山的测量工作主要作用
能够为矿山建设以及管理提供重要的图纸资料以及统计信息，使得生产管理更方便进行。大量的实践表明，在矿山测量中得到的数据对于矿山的建设以及生产中都有着非常大的作用，但是当测量结果不准确时，或者是存在着滞后时，就会大大影响到矿山的生产以及管理，使得各项工作产生混乱，造成许多损失。
为矿山的生产提供准确的测绘资料，能够更好的指导生产管理。测量工作已成为矿产开采中非常重要的基础性工作，根据相应的测量，能够得到得到非常精度的资料，这对于矿井中危险区域的确定，警戒范围的划定有着非常重要的作用，还能够为预防和处理工程事故提供重要的资料，以便对人员进行救护。
能够根据施工放样和质量检查以及工程验收等手段，保障各类采矿工程能够按照设计的要求进行施工，地下在开采时会形成一些特殊空间，这就给施工和检查以及验收工作造成很多困难，地下的各种工程在施工的时候只有根据测量所提供的准确数据，才能够达到设计的要求，实现设计意图，防止造成损失和浪费。
2.2矿山在测量时的工作主要任务
选择先进地信息技术，组建起能够覆盖矿区的地面和井下面的测量控制系统，能够为各个测量工作供给需要的初始数据，使得测绘以及计算等工作更加方便快捷。
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与设计文件相结合，能够有效的开展土建和采掘以及机电安装等工作的测量，并利用测量所得的数据资料以及统计的结果，监管并校验矿山的采掘，从而保证工作具有有效性和可靠性。
根据测绘所得数据，能够有效的解决矿山在建设和生产以及改造中出现的测绘问题，同时还能够为预防地质灾害和救护矿山事故提供非常重要的测绘资料。
3三维激光扫描仪器在露天矿山测量中的应用分析
3.1建立地面控制网
地面控制网的建立，可将GPS与三维激光扫描仪器进行有机结合，应用三维激光扫描仪器实施高精准的检测，创建地面控制网。需要额外注意的是，在露天矿山测量中应用三维激光扫面仪器时，需要严格执行我国的相关法规，符合实际的测量需求。
3.2建立矿山模型
在应用三维激光扫描仪器对露天矿山进行测量的过程在，收集点云数据的坐标，并对矿山使用激光扫描，对所得数据资料进行研究计算，得出矿山区域内的DEM数据，建立矿山模型，对矿山的地质地貌进行整体规划，这为煤矿企业的安全生产工作提供了实时的数据资料。
3.3生成数字线划图
在应用三维激光扫描仪对矿山进行搭建开采模型后，对于分辨率为1米的数字地面模型，可以实现高精度的高线划图，结合三维激光扫描仪的高精度、高精准优势，将一些拼接模型，利用操作，生成数字线划图，为矿山测量工作技术实时的数据资料。应用三维激光扫描仪器，能有效检测矿山基础设施的数据，矿山基础设施多种多样，如办公楼、控制点、井架、水塔等等；应用三维激光扫描仪仪器，能迅速侧量数据，还具有效率高、精度高的优点。
3.4检测矿区及矿井设施沉降
检测矿区及矿井的设施沉降情况，直接关系到矿山检测工作的安全性和稳定性。检测矿区及矿井设施沉降这项环节，应用三维激光扫描仪器，收集矿井的点云数据，在获取了大量的数据资料后，观察整个矿区及矿井的沉降情况。应用三维激光扫描仪，能有效检测矿区及矿井设施沉降情况，更为直观的收集数据资料。
3.5沉陷区测量
在对露天矿山进行开采的过程中，极易产生地面沉陷的情况，应用三维激光扫描仪，收集大量的丰富的点云数据资料，在沉陷区域内搭建空间点云模型，还能测算出沉陷面积，结合实际沉陷情况，及时采取合理有效的做法加以解决。
3.6巷道检测
在应用三维激光扫描仪实施扫描作业时，还能对巷道进行有效测量。在对巷道进行检测的过程中，通过在井下搭建空间立体的巷道模型，实施变形侧量、定向侧量、控制测量等和矿量计算等，保证巷道的质量安全。
三维激光扫描仪在露天矿山测量中的应用十分广泛，还具有高效率、高精准、直观具体等优点，节省了大量的人力物力，全面提升了工作效率。三维激光扫描仪打破了传统的扫描方法，是在GPS全球卫星定位系统后的又一项革新技术，通过获取大量的云点数据，投入到实际生产工作中，对实现煤矿企业的现代化具有重要意义。
4结束语
综上所述，加强对三维激光扫描仪在露天矿山测量中应用的研究分析，对于其良好测量效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
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论文作者:王斌
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/10
标签：激光论文; 测量论文; 矿山论文; 扫描仪论文; 仪器论文; 工作论文; 数据论文; 《防护工程》2018年第21期论文;