三維激光掃描技術(shù)在礦山地質(zhì)快速測繪中的應(yīng)用

王繼輝

（遼寧有色勘察研究院，遼寧 沈陽 110000）

礦山測繪技術(shù)不斷的發(fā)展，其在礦山地質(zhì)礦山測繪中已有一定的技術(shù)水平，但傳統(tǒng)的礦山地質(zhì)測繪技術(shù)無法滿足現(xiàn)代測繪技術(shù)的需求，尤其在礦山開采活動日益頻繁對于快速測繪的要求[1]。三維激光掃描技術(shù)在礦山地質(zhì)快速測繪工作中扮演著愈來愈重要的角色，礦山信息化模型的建立是提高企業(yè)生產(chǎn)效益和保證礦區(qū)開采安全的有效方式；同時此技術(shù)還能直觀地反映礦山地質(zhì)地形地貌，是一種新型的測繪技術(shù)，有助于促進礦山的有序發(fā)展。

1 三維激光掃描技術(shù)的分析

三維激光掃描技術(shù)是基于GPS定位系統(tǒng)的新型技術(shù)，其通過掃描的方式可以測量礦山地質(zhì)并獲得三維點云數(shù)據(jù)，從而繪制出高精度的三維立體模型。該技術(shù)與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，其快速測繪速度較快，即傳統(tǒng)測繪技術(shù)掃描一點需要消耗3～6s的時間，而快速掃描技術(shù)可以做到每秒掃描1100個點[2]。三維激光掃描儀是通過發(fā)射出激光，并將接收到的信號發(fā)射出新的信號，最后利用計算機軟件進行信息數(shù)據(jù)處理，進而建立礦山地質(zhì)信息數(shù)據(jù)模型。掃描儀由掃描軟件和硬件設(shè)備組成，掃描軟件即計算和整理數(shù)據(jù)的掃描系統(tǒng)，硬件設(shè)備包括掃描儀、設(shè)備支架和電源設(shè)施。

2 三維激光掃描技術(shù)在礦山地質(zhì)快速測繪中的應(yīng)用

2.1 礦山地質(zhì)快速測繪的分析

三維激光掃描技術(shù)利用掃描儀對礦山地質(zhì)進行掃描，從而得到礦山地質(zhì)的三維信息數(shù)據(jù)，并建立相應(yīng)的模型;該技術(shù)不需要直接接觸被測物體，就可以快捷和實時地獲得物體的信息數(shù)據(jù)，進而根據(jù)測量的信息數(shù)據(jù)建立相關(guān)的三維模型；三維激掃描技術(shù)通過測量點的信息，將測量的各個點的坐標整合為三維點數(shù)據(jù)，不需要對實景進行處理，就可以得到真實的數(shù)據(jù)。三維激光掃描技術(shù)在礦山地質(zhì)測繪中的應(yīng)用，既可以促進企業(yè)對于礦山地質(zhì)的準確性管理，方便于工作人員查詢礦山地質(zhì)的實時信心數(shù)據(jù)，并對不同時間段的礦山地質(zhì)變化進行詳細地研究和分析；此外，提高了礦山開采活動的安全性。

圖1 三維激光掃描技術(shù)在測繪中的應(yīng)用

開展礦山地質(zhì)測繪工作時，要做好前期的控制測量工作，有效地控制礦山測繪技術(shù)精確度，三維激光掃描技術(shù)作為一種新型快速測繪技術(shù)，要求在地質(zhì)測量過程中遵循“總體到部分、點成網(wǎng)”從的原則，測量礦山控制點采取水準地質(zhì)測量和三角地質(zhì)測量的方式，并利用GPS系統(tǒng)進行定位。構(gòu)建礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)系統(tǒng)是測繪技術(shù)開展的首要工作，其結(jié)合計算機技術(shù)的儲存、計算和管理信息數(shù)據(jù)的功能，并建立完善的礦山地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫，為企業(yè)的礦山勘探工作提高了良好的理論參考。

2.2 三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用分析

三維激光掃描技術(shù)具有動態(tài)監(jiān)測、數(shù)字化、精確度高等優(yōu)點。

通過對物體的掃描并收集和處理信息數(shù)據(jù)，可以快速輸送數(shù)據(jù)，使得企業(yè)獲得被測物體的三維信息數(shù)據(jù)并建設(shè)三維模型;同時三維激光掃描技術(shù)提供了一種新型測繪信息數(shù)據(jù)的表達方式，直觀地顯示實景環(huán)境，對提高測繪工作效率和節(jié)省測繪成本均有很大的作用。因此其在現(xiàn)代礦山地質(zhì)測繪中得到了廣泛的應(yīng)用。

在礦山地質(zhì)測量中，建設(shè)礦山地質(zhì)三維模型可以全方位地掃描整個礦山及其周圍地區(qū)的地形，并通過軟件處理獲取的三維點云數(shù)據(jù)，進而建設(shè)礦山地質(zhì)的三維立體模型，對三維立體模型進行數(shù)據(jù)編輯處理，建立礦山地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫;三維激光掃描技術(shù)收集的控制點較為完整，包括礦山地形地貌啊、礦山實時動態(tài)變化等，并通過計算機處理系統(tǒng)展示出礦山內(nèi)部的三維立體實景，有助于礦山工作人員掌握礦井中的實際情況及礦井中的人員分布情況。

在利用激光掃描技術(shù)對礦山地質(zhì)進行快速測繪時，依據(jù)礦井中軌道的特點確定激光掃描儀支架的放置位置，并安裝在安全的位置;在掃描礦山地質(zhì)過程中，根據(jù)不同的掃描位置要科學地選用不同的密度參數(shù)；三維激光掃描技術(shù)獲取的信息數(shù)據(jù)可以與計算機的處理系統(tǒng)兼容，有利于對開采礦山地質(zhì)的體積、地質(zhì)斷層等信息的收集和審核。礦山地質(zhì)的三維立體模型的建設(shè)，可以使全部礦山及周圍的地質(zhì)信息得到實時地測量和控制，并確定礦井中每個工作人員的位置，對意外事故的救援工作有很大的作用。三維激光掃描技術(shù)作為快速測繪系統(tǒng)，具有高精確度和掃描速度快的特點，選用快速激光掃描原理完成礦山地質(zhì)信息數(shù)據(jù)的采集和處理，由于處理礦山地質(zhì)控制點信息的方式不同，三維激光掃描技術(shù)可以自動識別實景環(huán)境，在礦山地質(zhì)測繪中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

3 結(jié)語

礦山地質(zhì)信息三維立體模型在礦山地質(zhì)測繪工作中具有很強的實用性，由于三維激光掃描技術(shù)不需要接觸實景即可獲取物體環(huán)境的信息數(shù)據(jù)，尤其在地勢復(fù)雜的礦山地區(qū)可以實時測量地質(zhì)信息，同時也實用于礦井中人員分布的檢測;三維激光測繪技術(shù)獲得的三維點云數(shù)據(jù)，可以清晰地反映礦山的實景環(huán)境，為建立礦山信息數(shù)據(jù)庫提供精確的信息基礎(chǔ)。三維激光掃描技術(shù)在礦山地質(zhì)測繪中的應(yīng)用，可以為企業(yè)對于礦山的開發(fā)和礦山地質(zhì)環(huán)境的研究提供有利的理論基礎(chǔ)，同時也可以確保對于礦井中工作人員的安全，以達到快速和安全開采礦山的效果。

[1]胡磊,彭勁松,葉波,等．三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急測繪中的應(yīng)用[J]．測繪通報,2017,45(9)：154-155．

[2]彭昊,徐敬海,倪紹強．地面三維激光掃描技術(shù)在變電站精細測量中的應(yīng)用[J]．測繪通報,2017,69(12)：14-15．