王繼輝

（遼寧有色勘察研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

礦山測(cè)繪技術(shù)不斷的發(fā)展，其在礦山地質(zhì)礦山測(cè)繪中已有一定的技術(shù)水平，但傳統(tǒng)的礦山地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的需求，尤其在礦山開(kāi)采活動(dòng)日益頻繁對(duì)于快速測(cè)繪的要求[1]。三維激光掃描技術(shù)在礦山地質(zhì)快速測(cè)繪工作中扮演著愈來(lái)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(kāi)采安全的有效方式；同時(shí)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(cè)繪技術(shù)，有助于促進(jìn)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(guò)掃描的方式可以測(cè)量礦山地質(zhì)并獲得三維點(diǎn)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(cè)繪技術(shù)相比，其快速測(cè)繪速度較快，即傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)掃描一點(diǎn)需要消耗3～6s的時(shí)間，而快速掃描技術(shù)可以做到每秒掃描1100個(gè)點(diǎn)[2]。三維激光掃描儀是通過(guò)發(fā)射出激光，并將接收到的信號(hào)發(fā)射出新的信號(hào)，最后利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行信息數(shù)據(jù)處理，進(jìn)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(jì)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(cè)繪中的應(yīng)用

2.1 礦山地質(zhì)快速測(cè)繪的分析

三維激光掃描技術(shù)利用掃描儀對(duì)礦山地質(zhì)進(jìn)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(cè)物體，就可以快捷和實(shí)時(shí)地獲得物體的信息數(shù)據(jù)，進(jìn)而根據(jù)測(cè)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(guò)測(cè)量點(diǎn)的信息，將測(cè)量的各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)整合為三維點(diǎn)數(shù)據(jù)，不需要對(duì)實(shí)景進(jìn)行處理，就可以得到真實(shí)的數(shù)據(jù)。三維激光掃描技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用，既可以促進(jìn)企業(yè)對(duì)于礦山地質(zhì)的準(zhǔn)確性管理，方便于工作人員查詢(xún)礦山地質(zhì)的實(shí)時(shí)信心數(shù)據(jù)，并對(duì)不同時(shí)間段的礦山地質(zhì)變化進(jìn)行詳細(xì)地研究和分析；此外，提高了礦山開(kāi)采活動(dòng)的安全性。

圖1 三維激光掃描技術(shù)在測(cè)繪中的應(yīng)用

開(kāi)展礦山地質(zhì)測(cè)繪工作時(shí)，要做好前期的控制測(cè)量工作，有效地控制礦山測(cè)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(cè)繪技術(shù)，要求在地質(zhì)測(cè)量過(guò)程中遵循“總體到部分、點(diǎn)成網(wǎng)”從的原則，測(cè)量礦山控制點(diǎn)采取水準(zhǔn)地質(zhì)測(cè)量和三角地質(zhì)測(cè)量的方式，并利用GPS系統(tǒng)進(jìn)行定位。構(gòu)建礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)系統(tǒng)是測(cè)繪技術(shù)開(kāi)展的首要工作，其結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的儲(chǔ)存、計(jì)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(kù)，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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、數(shù)字化、精確度高等優(yōu)點(diǎn)。

通過(guò)對(duì)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(cè)物體的三維信息數(shù)據(jù)并建設(shè)三維模型;同時(shí)三維激光掃描技術(shù)提供了一種新型測(cè)繪信息數(shù)據(jù)的表達(dá)方式，直觀地顯示實(shí)景環(huán)境，對(duì)提高測(cè)繪工作效率和節(jié)省測(cè)繪成本均有很大的作用。因此其在現(xiàn)代礦山地質(zhì)測(cè)繪中得到了廣泛的應(yīng)用。

在礦山地質(zhì)測(cè)量中，建設(shè)礦山地質(zhì)三維模型可以全方位地掃描整個(gè)礦山及其周?chē)貐^(qū)的地形，并通過(guò)軟件處理獲取的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)而建設(shè)礦山地質(zhì)的三維立體模型，對(duì)三維立體模型進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯處理，建立礦山地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫(kù);三維激光掃描技術(shù)收集的控制點(diǎn)較為完整，包括礦山地形地貌啊、礦山實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化等，并通過(guò)計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)展示出礦山內(nèi)部的三維立體實(shí)景，有助于礦山工作人員掌握礦井中的實(shí)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(duì)礦山地質(zhì)進(jìn)行快速測(cè)繪時(shí)，依據(jù)礦井中軌道的特點(diǎn)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(guò)程中，根據(jù)不同的掃描位置要科學(xué)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(jì)算機(jī)的處理系統(tǒng)兼容，有利于對(duì)開(kāi)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?chē)牡刭|(zhì)信息得到實(shí)時(shí)地測(cè)量和控制，并確定礦井中每個(gè)工作人員的位置，對(duì)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(cè)繪系統(tǒng)，具有高精確度和掃描速度快的特點(diǎn)，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(diǎn)信息的方式不同，三維激光掃描技術(shù)可以自動(dòng)識(shí)別實(shí)景環(huán)境，在礦山地質(zhì)測(cè)繪中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

礦山地質(zhì)信息三維立體模型在礦山地質(zhì)測(cè)繪工作中具有很強(qiáng)的實(shí)用性，由于三維激光掃描技術(shù)不需要接觸實(shí)景即可獲取物體環(huán)境的信息數(shù)據(jù)，尤其在地勢(shì)復(fù)雜的礦山地區(qū)可以實(shí)時(shí)測(cè)量地質(zhì)信息，同時(shí)也實(shí)用于礦井中人員分布的檢測(cè);三維激光測(cè)繪技術(shù)獲得的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可以清晰地反映礦山的實(shí)景環(huán)境，為建立礦山信息數(shù)據(jù)庫(kù)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(cè)繪中的應(yīng)用，可以為企業(yè)對(duì)于礦山的開(kāi)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(shí)也可以確保對(duì)于礦井中工作人員的安全，以達(dá)到快速和安全開(kāi)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(cè)繪中的應(yīng)用[J]．測(cè)繪通報(bào),2017,45(9)：154-155．

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