摘要：随着社会的发展，矿山测绘工作涉及的内容也越来越广泛，传统矿山测绘方法已不能完全满足工作需求。而三维激光扫描技术是继GPS技术后的又一次技术革新，具有良好的应用前景。本文主要从三维激光扫描技术的分析出发，研究了三维激光扫描技术在矿山测绘中的应用，以及为矿山测绘工作中应用三维激光扫描技术提供有利的参考。
关键词：三维激光技术；矿山测量，综合应用
在矿山建设和采矿过程中，矿山测量是为矿山的规划设计、勘探建设、生产和运营管理及矿山报废等进行的测绘工作。我国矿产资源非常丰富，矿山工作的开展关系着我国社会的发展，矿山测绘工作的质量是矿山工作开展的重要依据。对此，应该更加注重三维激光扫描技术在矿山测绘中的应用，不断提升矿山测绘工作的准确性和可靠性。
三维激光扫描技术以高密度、高精度和高效率的测量手段，完成矿山生产过程中地形测图、堆体体积计算、矿区沉降观测等工作，是实现矿山高效、精细化生产的有效保障。
传统方法运用到的仪器主要有GPS、全站仪、水准仪等，可以测量到比较精确的点位位移，但观测点过少、观测时间过长，无法实施整体监测。传统方式一般采用免棱镜全站仪观测滑坡体局部特征点，但只能采集单点数据，数据量非常有限，不能很好地对滑坡做好勘查、监测工作。若采用无人机通过倾斜摄影测量来进行数据采集，精度也不是很理想，同样无法满足要求。
矿山工程是我国国土资源方面的关键性工程，其开采工作的顺利与否直接关系着我国矿产资源的供应情况；三维激光扫描技术作为现代矿山开采工作中的新技术，成功的解决了地质勘查工作者在矿山工程测量方面的问题。鉴于此，本文以三维激光扫描技术在矿山测量中的应用为主要研究对象，重点讲述矿山中不同方向的实际应用，以此表明三维激光扫面技术的市场价值。
1概述三维激光扫描技术
随着社会的发展，各项技术得到了较大程度的提升。在矿山工程的测量方面，三维激光扫描技术得到了快速发展和技术提升。三维激光扫描技术作为一种具备实景复制能力的技术，在测绘领域得到了良好的发展，其不仅突破了传统的单点测量方式，还具备了较高的测量效率、较高的测量精度，能够将扫描到的物体表象为三维点云数据；其在高速激光测量的过程中，能实现大面积高分辨的获取物体信息，快速、大量采集空间点位资料，进而建立三维影像模型。因此，三维激光扫描技术具备了快速、高效、高精度、实时、动态、自动、数字化的技术特点。从当前市场上具备的三维激光扫描仪进行分析，主要是由数据采集等的硬件部分和数据处理等的软件部分等组成。按照载体的不同可将三维激光扫描系统分为机载式、车载式、地面式及手持式等多种形式。按照测量方式的不同，可以分为脉冲式、相位差式、三角测距式；按照用途可分为室内型（短距离）和室外型（长距离）。三维激光扫描技术主要利用激光测距的工作原理，以物体的三维坐标、反射率和纹理为表象，快速复制被测物体的点、线、面及体等方面的数据，逐步形成立体影像。从当前的三维激光扫描仪可以知道，其基本具备三维测量、快速扫描等特性。因此，三维激光扫描技术在较多领域都具备良好的市场前景，如文物古迹的保护、工程测量、矿山研究、工厂改造、数据监测、交通安全、灾害评估、地质地形、军事分析等。
2三维激光扫描技术在矿山测量中的应用分析
2.1在矿山地形及地质测量方面的应用
在矿山工程项目中，其地质、地形相对比较复杂，在测量的过程中亦存在一定的工作难度。因此，地面三维激光扫描系统的使用，在极大程度上降低了测量的工作难度，节省了矿山测量工作人员的测量时间，进而提高了测量的工作效率和工作质量，极大程度的降低了测量过程中存在的危险，在一定程度上保障了矿山工程项目的安全性。例如，在矿山工程项目中，测量工作人员利用脉冲式的地面三维激光扫描技术进行测量，采集地质、地形及地貌的相关数据信息，并将采集到的数据传输至设备终端，以点云数据的形式进行存储。在设备终端处理器上先将物体的数据转化为点云数据，再结合杂音消除、多视角对齐、数据简化及多视图三维重建的方式，逐步将物体影像展示出来。在此过程中，三维激光扫描技术的使用充分体现了现代技术的信息化、数字化，实现了信息化与数字化的相互转变。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，在矿山地形及地质的测量方面，三维激光扫描技术的应用，大大降低了矿山的测量成本，同时还提高了测量精度，进而推动了三维激光扫描技术的应用发展。
2.2在矿山井下测量方面的应用
矿山井下测量工作是一项具有较强隐蔽性、不确定性、危险性的矿山测量工程，在测量的过程中极易受到井下诸多因素的影响，进而极大程度地限制了井下测量数据的真实性、客观性、有效性和准确性，使得矿山测量工作的相关人员及技术受到了国家及相关单位的高度重视。因此，随着三维激光扫描技术的发展以及在矿山测量工作中的成功应用，推动了其在矿山主溜井测量工作中的开展。
在矿山井下的测量工作中，采用三维激光扫描技术，分别进行现场踏勘、扫描实施来获取数据，同时配合点云数据预处理、点云拼接、数据建模和三维模型建立等主要程序，进而实现对矿山井下情况进行实地测量，保障井下数据的真
实和可靠。例如，在井下工程中，采用三维激光扫描技术对井下情况进行测量，从数据采集到相应的成果分析发现：三维激光扫描技术实地全面地测量了矿山的井下情况，成功预防了井下施工安全事故的发生，提高了井下工作者的生命安全
等级，保障了矿山开采的经济效益。
2.3在矿山土方测量方面的应用
在矿山的开采过程中，大量的废土挖出，就有一定的废土需要进行堆积；矿山工程开采完成后，废弃土方又需要进行运输和转移。因此，在矿山的土方测量中，三维激光扫描技术具有良好的市场前景。在矿山土方测量中，三维激光扫描技术以矿山或土方为主要测量对象，采用以时间测距的形式来完成物体空间位置的确定，以特定的计算形式来确认物体的实际距离和大小，主要程序包括：数据采集、点云数据的处理、土方量计算。通常情况下，矿山土方的测量一般会选取基于脉冲式的地面三维激光扫描系统，以地面的信号反射为基础，脉冲式信号为条件，分别获取物体三维空间中的点位坐标，同时结合三维立体影像来实景转化，进而获得矿山的实际土方数量。例如：在某工程的土方测量中，主要采用基于脉冲式的地面三维激光扫描技术，其以激光二极管来实现周期性的脉冲发射，并由探测器来接受反射信号，在精准时钟的配合下实现了发射信号与反射信号的时间差计算，在特定计算规则下，成功得出了土方的具体数据，进而准确计算了运输车辆，节省了大量的运输成本和时间，降低了人力、物力和财力的消耗，提高了相关人员及设备的工作质量和工作效率，为相关工程的土方测量提供了一种高效、快捷、方便的解决方案，推动了三维激光扫描技术的发展。
3结语
三维激光扫描技术可以将矿山的所有实景信息复制到计算机，大大提高了测量效率，节约了人力物力，缩短了周期，并且可以转换为计算机可以浏览和分析的高密度数字化信息，从而实现数字矿山的精准管理。
根据三维激光扫描技术，不仅可以利用获取的三维激光点云数据建立矿山的数字模型，在此模型上还可以提取多种高精度、高密度数据信息，如任意位置长度、距离、体积、面积等。将多次扫描的数据模型进行叠加分析，可精确
计算出目标的结构形变、位移及变化关系等，为指导矿山安全生产提供真实可靠的基础数据。
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作者简介：张俊雷（1987），男，山东省招远市，本科，助理工程师，研究方向：矿山测量。
论文作者:张俊雷
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/18
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