摘要：随着智能化技术和激光扫描技术的快速发展，各行各业中也得到应用，提高了以往的工作效率，减少了人力资源成本，在露天煤矿开采行业中，取得了更高的经济效益。本文分析研究了三维激光扫描仪在煤炭开采中应用，从扫描仪的使用进行分析，详细介绍了扫描仪的工作原理，对激光扫描仪的实际应用进行了深入的研究，以供参考。
关键词：三维激光扫描仪；露天煤矿开采；应用探究
引言：
现阶段，露天煤矿开采的实际工作中，激光扫描仪还处于探索和应用发展的阶段。激光扫描仪主要是应用激光测距，辅助脉冲激光与相位激光的功能，所需要扫描的区域内的矢量坐标进行扫描，将探测到的数据信息进行分析处理融合，根据实际的生产需求建立三维图像模型，能够完美的复原和展示露天煤矿的实际场景，有效节约了以往的测绘和测量的人力、物力、资金和时间。由于露天煤矿开采环节中，会应用到爆破开采、排土作业等，需要对所开采的位置、矿脉位置进行初步的分析和规划。为了能够保证初期的测绘精度，提高开采效率和开采成果，应用三维激光扫描仪是非常有必要的。
一、露天煤矿作业中激光扫描仪的使用
在露天煤矿开采作业中，应用激光三维扫描仪能够有效地对矿区地质、矿区面积、矿脉含量进行有效的探测和分析，根据矿脉的探测数据、矿山资源使用记录和矿脉储量预估报告等信息，露天煤矿开采工作进行科学合理的分析，对整个工作环节进行总结和归纳。
激光扫描仪的主要应用有：分析矿区开采的边界线及矿体含量体积、分析将要开采矿区内的矿物储备含量、创建矿区控制网格、建立矿区基础数据、对露天煤矿地理数据进行测量和探究。因此，在露天煤矿开采中激光扫描技术已经较为完备，对煤矿作业高效、合理、科学的重大意义。
二、激光扫描仪的工作原理
三维激光扫描仪主要分为电源供应模块、数据扫描控制模块两个部分，数据扫描控制模块主要由激光扫描部分和激光测距部分组成，还有校正模块和内部控制模块以及集成CCD模块，这些系统综合构成了三维激光扫，使得激光三维扫描仪所获得的测量数据更加精准，工作速度更加高效。
在激光扫描仪中，还配备有两组用根据采集所需中旋转的反射镜，系统所发出的窄束脉冲通过脉冲发射元件，在经过同步反射镜对所需要探测的区域进行扫描，捕捉测量数据，The测绘距离。在经过探测物体时形成脉冲反射波，激光扫描仪根据接收到得脉冲反射波的时间，进行测绘物体距离的分析，在进行上述工作时，激光扫描仪内部发射出的脉冲对扫描物体角度、模块控制、物体形状等数据再融合脉冲反馈数据进行统计，激光扫描仪系统自动根据所有脉冲激光进行多次重复计算，将所有测量的数据信息融合在一组三维模型坐标中，并生成立体影像。在扫描测绘的环节中，扫描仪系统对扫描测量的密集点云数据进行写入处理，所写入的数据只能用专业的软件进行分析，例如Cyrax2500、PhotoScan等，辅助激光扫描所生成的数据进行分析的软件。为了能够使激光扫描仪所生成的数据更加高效的处理和融合，上述软件拥有密集点云处理分析、纹理分析、数据融合与整合、空间矢量三维建模、密集点云影像初步预览、影像数据建模、密集点云编程、测绘数据拼接等功能，辅助煤炭开采建立更加完备的数据信息。
激光扫描仪在实际的工作应用中，数据采集效率比以往的传统测绘更加高效，对数据采样速度高达数千点每秒，更加高级的相位激光扫描更能完成数万点每秒的测绘扫描。通过激光扫描测绘可以形成精度更高、分辨率更高的数据影像。这主要归功于激光扫描仪能够完成对密集点云的数据信息融合，对于传统测绘的露天煤矿多点位布控采集，也可完成彩色数据采集，使得煤炭矿区生成的数据更加全面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆激光扫描仪利用先进的数字化采集功能，所采集的数据拥有更高的兼容性，利用先进的网络体系，同时也能完成采集数据的共享，进而使得露天煤矿的生产更加高效稳定。激光扫描仪还同时搭载GPS功能，你也可以在外部扩展相机功能，使得所测绘和采集的数据更加多样化，获得的扫描测绘信息也更完备、更加精准，除了在极端恶劣天气情况下，激光扫描仪能够完全自主工作，减少了以往的传统煤炭矿区的测绘需要更多的人力物力，更加高效的完成数据信息的采集，大大提高了露天煤炭矿区的生产效率。
三、激光扫描仪的实际应用
在明确露天煤炭矿区的开采规划后，应当在使用激光扫描仪之前对基础控制点网络的建立，然后再进行实际的激光扫描测量，通过预先规划好的扫描仪采集点位，再结合激光扫描仪所采集到的数据信息，进行合理的分析和数据融合，对点云数据和彩色影像进行处理，将所有的数据融合在同意模型坐标系内，即可完成。扫描测绘环节所有数据位置。对测绘扫描数据中的空白点位，激光扫描仪可以根据采集的数据进行自动分析处理，完成自动拼接。在初步体系建立完成后，结合激光扫描仪数据和分析软自动创建三维模型，再利用激光扫描仪测量的煤炭矿区内地质结构和地质环境，融合三维真实图像，在经过分析和研究煤炭开采区域后，对开采线内矿区体积和矿物储量进行初步的分析和研究，生成可视化的数据信息，将露天煤矿的真实情况客观的反馈展现。
利用激光扫描仪对煤炭矿区内的地质结构和地理环境进行初步的分析和模型建立，能够获得矿区内的分析数据图、矿区地理影像图、地质环境测绘图、煤炭质量的初步分析、矿脉的三维模型会让而整个露天煤炭矿区内的密集点云影像。相比以往的传统测绘测量，利用激光扫描仪获得的露天煤炭矿区内的数据影像拥有更高的精准性，较小的数据误差，客观真实地反映了数据信息，更加完善的、科学的、严谨的数据信息处理技术、数字化高程模型和扫描数据影像进行精准的结合，使得后期的煤炭开采工作更加高效的进行，减少了测绘工作的人力资源成本，提高了测绘工作的效率，获得更加全面、更加精准的测绘数据，提高露天煤矿开采的生产效率。
在实际的三维激光扫描数据工作中，对扫描仪的架站点位应当有合理的规划，地理环境越复杂的地方，架站点位应该更加密集，扫描仪所设置的数据参数应当合理的提高，例如：扫描区域内出现房屋、树木等，将扫描仪分辨率提升至1/4或者1/2，扫描时间提高至八分钟以上，以确保数据更加全面，防止后期数据处理时，出现部分区域没有数据的情况，在地理环境较为简单的地方，架站点位应当更加稀疏，扫描仪所设置的数据参数应当合理减少，例如，平坦的土地、空旷的环境，将扫描分辨率降低至1/8或者1/16，扫描时间降低至四分钟以下，以提高后期数据融合的处理速度。由于整个露天煤炭矿区范围较大，激光扫描仪测绘所生成的数据也相应的更多，为了提高后期的数据处理速度，应当合理规划扫描仪的架站点位分布。
四、结束语
在露天煤矿开采生产中，合理的利用三维激光扫描，能够提供煤炭开采生产的效率，提供更加全面更加精准的数据信息，当煤炭矿区内的地质结构和地理环境进行全面的测量，生成更多的地理数据信息，建立全面的可视化数字三维模型，为露天煤炭开采企业提供了强有力的保障。
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论文作者:廉大志,白宝山
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30
标签：扫描仪论文; 激光论文; 数据论文; 矿区论文; 露天论文; 煤炭论文; 煤矿论文; 《基层建设》2020年第2期论文;