何中偉

（西藏華泰龍礦業(yè)開發(fā)有限公司，西藏 拉薩 850212）

礦山是國土資源的基本構(gòu)成，保障礦山開采工作能有序進(jìn)行，能提升礦山資源的利用率。將三維激光掃描技術(shù)合理利用，是現(xiàn)代礦山開采的核心技術(shù)構(gòu)成。將地面測量以及井下測量工作有效落實(shí)，將礦山測量任務(wù)有效推進(jìn)，能夠更好地滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。針對三維激光掃描技術(shù)在礦山測量階段的具體應(yīng)用，探索新的適合礦山開采的技術(shù)方案，是本文重點(diǎn)研究的內(nèi)容。

1 三維激光掃描技術(shù)運(yùn)行原理

該技術(shù)在測繪期間，主要依靠技術(shù)人員操作，在掃描儀內(nèi)部發(fā)射激光束，完成目標(biāo)對象的掃描與處理，后續(xù)配合應(yīng)用其他設(shè)備，確定相關(guān)的時間差，測量掃描設(shè)備與被測對象之間的距離，利用激光掃描的方式，能夠?qū)Ρ粶y目標(biāo)進(jìn)行持續(xù)性、全面性的測量，能保障相關(guān)人員及時獲得被測目標(biāo)空間信息條件，獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之后，被測對象相關(guān)的三維虛擬模型由此構(gòu)建[1]。

現(xiàn)如今三維激光掃描術(shù)，將傳統(tǒng)測量工作之中單點(diǎn)測量的模式改善。并且利用該技術(shù)發(fā)射激光，完成被測物的掃描與管理，獲得物體表面的三維坐標(biāo)，該技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢是，能夠大面積提升分辨率，快速掃描被測物體。掃描的過程中無需使用反射棱鏡，仍然能獲得高精準(zhǔn)度的測量結(jié)果。確定掃描點(diǎn)之后，應(yīng)用云數(shù)據(jù)構(gòu)建三維模型，并做好虛擬重現(xiàn)，這一技術(shù)是實(shí)景復(fù)制技術(shù)，是現(xiàn)如今掃描技術(shù)之中，富有優(yōu)勢的技術(shù)類型，具備高精度、高效率的技術(shù)應(yīng)用特質(zhì)，能夠給礦井測量提供新的思路以及新的技術(shù)應(yīng)用方案。

2 三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于礦山測繪的優(yōu)勢

2.1 技術(shù)特征

（1）動態(tài)化、實(shí)時性?，F(xiàn)代科技產(chǎn)業(yè)對信息處理效率有一定要求，在現(xiàn)代社會背景之下，計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)手段融合應(yīng)用，能夠給產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。將三維掃描技術(shù)應(yīng)用，技術(shù)人員不僅能優(yōu)化測量過程，而且還能將手機(jī)以及手機(jī)終端設(shè)備聯(lián)合應(yīng)用，在技術(shù)對接以及整合的過程中，能夠?qū)y繪過程管控有效推進(jìn)。從實(shí)踐來看礦山采樣的技術(shù)要求諸多，將三維掃描技術(shù)配合應(yīng)用，能夠?qū)討B(tài)化、實(shí)時性地管控策略應(yīng)用，能夠給產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

（2）數(shù)字化管理。使用三維激光技術(shù)，在礦山測量階段，能快速完成電位的應(yīng)用，在測量的過程中，應(yīng)用這一技術(shù)手段，能避免與測量對象直接進(jìn)行接觸，但仍然能快速獲得數(shù)據(jù)信息。將三維激光掃描技術(shù)合理利用，能夠?qū)⒏叨葦?shù)字化測量的技術(shù)管理模式應(yīng)用，且該技術(shù)與礦山測量工作融合，能夠體現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用的兼容性、多元化，能快速推進(jìn)相關(guān)工作。

（3）自動化管理。在現(xiàn)代礦山掃描測繪階段，將三維激光掃描技術(shù)合理應(yīng)用，能夠?qū)⒏咝П憬莸慕ㄕ竟芾砉ぷ饔行鋵?shí)，以此為基礎(chǔ)，將自動化掃描測繪工作落實(shí)，這一技術(shù)手段相對于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，有自身的優(yōu)勢特點(diǎn)。利用三維掃描技術(shù)，能夠更好地完成長距離測量，避免與物品直接接觸，但仍然能快速獲得可靠的數(shù)據(jù)信息，利用這一技術(shù)方案，能夠?qū)⒌V山測繪工作效率進(jìn)一步提升。

2.2 優(yōu)勢特點(diǎn)

（1）高效測繪。在礦山測量相關(guān)工作階段，利用三維激光掃描技術(shù)，能保障測繪的有效性、可靠性。在測量過程中，能高效獲取被測對象的相應(yīng)信息，而且獲取信息的速度相對較快。在應(yīng)用三維掃描技術(shù)的過程中，技術(shù)本身對周圍環(huán)境的要求較低，將測量準(zhǔn)備工作有效落實(shí)，技術(shù)應(yīng)用的便捷性提升。確定被測對象信息之后，只需幾秒鐘的時間，測量準(zhǔn)備工作需要完成的任務(wù)也較為簡便。在測量過程中，可以使用自動化測量的技術(shù)形式，能夠?qū)⒏咝?、高品質(zhì)的測量工作有效落實(shí)。

（2）保障精準(zhǔn)度。確定目標(biāo)對象之后，利用三維激光掃描技術(shù)，能夠?qū)?shù)據(jù)采集過程的精確性提升。在應(yīng)用掃描技術(shù)的過程中，掃描儀與被測位置有一定的距離，但是利用技術(shù)處理的方式，能有效控制誤差問題。將三維掃描技術(shù)合理利用，相關(guān)的技術(shù)人員，無須將測量信息反復(fù)地進(jìn)行核對，能夠?qū)⑿畔①|(zhì)量提升，保障技術(shù)應(yīng)用的精準(zhǔn)度，后續(xù)構(gòu)建三維模型，能夠獲得有效數(shù)據(jù)信息的支持。

（3）信息獲取更為便捷。在礦山測量的過程中，各個環(huán)節(jié)的工作，都需要將信息數(shù)據(jù)有效記錄并應(yīng)用。在現(xiàn)代測繪行業(yè)之中，將三維激光掃描設(shè)備應(yīng)用，能夠快速完成信息傳播的相關(guān)工作，利用掃描技術(shù)，技術(shù)人員能夠通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)獲取相應(yīng)的信息，能降低在人工操作以及信息收集階段的問題，有效獲得被測對象的相關(guān)信息，此時測繪工作效率提升，應(yīng)用技術(shù)手段進(jìn)行質(zhì)量管理，能夠?qū)⑿畔⑻幚硇侍嵘?/p>

3 礦山測繪階段三維激光掃描技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 確定測量的主要任務(wù)

利用三維激光掃描技術(shù)，在礦山測量階段，圍繞塌陷區(qū)治理相關(guān)工作的技術(shù)要求，能夠?qū)y量任務(wù)優(yōu)化，而且利用數(shù)字化的技術(shù)手段，將比例尺地形圖測繪管理工作有效落實(shí)，對礦山測繪有關(guān)鍵影響。根據(jù)塌陷區(qū)域的礦山實(shí)際情況，構(gòu)建數(shù)字化模型，后續(xù)在采空區(qū)治理階段，塌陷問題也能第一時間處理。

3.2 野外數(shù)據(jù)搜集以及內(nèi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理

對礦山測量要點(diǎn)工作進(jìn)行分析，三維掃描技術(shù)應(yīng)用的過程中，通常是需要建立數(shù)字模型的，將參照點(diǎn)建立之后，詳細(xì)有效地將采空數(shù)據(jù)獲取，將礦山庫尾部的技術(shù)應(yīng)用方案確立，構(gòu)建相關(guān)模型之后，能夠獲得有效的數(shù)據(jù)支持條件，確定礦區(qū)測量對象的空間特征之后，幾何位置相關(guān)的數(shù)據(jù)信息能夠第一時間獲取，而且將點(diǎn)云發(fā)射密度值的控制，也能按照技術(shù)要求進(jìn)行。

在確立參照點(diǎn)之后，會發(fā)現(xiàn)參照點(diǎn)的反射作用較強(qiáng)。需要將站點(diǎn)拼接工作做好，并將點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精確性提升。在不同站點(diǎn)進(jìn)行測量管理，高強(qiáng)度反射點(diǎn)布設(shè)管理工作有效落實(shí)，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)信息之后，能盡快完成數(shù)據(jù)信息處理，并建立數(shù)據(jù)模型[2]。在相關(guān)項(xiàng)目實(shí)踐或數(shù)據(jù)處理的過程中，各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用存在一定的差異性，做好各種形式的數(shù)據(jù)輸出與管理，并生成特定的地形圖，技術(shù)應(yīng)用效率提升，空間數(shù)據(jù)分析有序開展，各項(xiàng)工作都能獲得有利的數(shù)據(jù)支持條件。

3.3 合理利用移動式三維激光掃描儀器

在移動式三維激光掃描儀應(yīng)用的過程中，要突出技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢，分析在位置環(huán)境或地點(diǎn)影響之下，有關(guān)的空間環(huán)境之中，有不確定的因素，如果處于一種運(yùn)動狀態(tài)，重復(fù)觀測之后獲得的地圖特征。利用掃描技術(shù)進(jìn)行定位，并確定物體的形態(tài)，隨后再增值量式的結(jié)構(gòu)圖，將定位以及三維模型協(xié)同建設(shè)的目標(biāo)。利用三維激光掃描儀器，需要技術(shù)人員手持探頭，將信息采集器合理利用，做好測量范圍以及距離的有效管控。

在設(shè)備之外進(jìn)行操作，能保障技術(shù)應(yīng)用效果。確定測量任務(wù)之后，并繪制測量路線，將初始化操作做好。技術(shù)人員在測量過程中，通過正常步行的方式，完成往返行走，在行走的過程中，便能將點(diǎn)云數(shù)據(jù)信息采集管理工作有效落實(shí)。在掃描的過程中，全程沒有任何控制點(diǎn)。在內(nèi)業(yè)要使用專用的解壓軟件進(jìn)行解壓處理，獲得高密度的井巷工程點(diǎn)運(yùn)輸之后，將這部分?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)處理軟件之中，完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)查詢、剪切、抽稀等技術(shù)處理，技術(shù)人員在實(shí)踐過程中，還需要配合應(yīng)用手動拼接的技術(shù)方案，隨后礦山整體的數(shù)據(jù)信息，能第一時間獲取。后續(xù)將點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入工作做好，構(gòu)建建模軟件并將點(diǎn)云數(shù)據(jù)降噪處理工作落實(shí)，做好簡化管理以及網(wǎng)絡(luò)修復(fù)等工作，實(shí)現(xiàn)逆向建模的目標(biāo)，最終購進(jìn)實(shí)體模型。

3.4 全站式三維激光掃描儀器應(yīng)用

全站式掃描儀的精密度較高，且測量角度控制能按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，而且能實(shí)現(xiàn)高速激光掃描管理工作，將全景掃描與內(nèi)置廣角相機(jī)合理利用，完成三維激光掃描測量。該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，就是能通過直接定位的方式，快速完成物體的掃描與測量，掃描過程中無須使用反射棱鏡，能直接獲得被測井巷工程高精度的掃描云點(diǎn)數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)信息之后，還能利用點(diǎn)云快速完成數(shù)據(jù)拼接處理，在過程中使用配套基建，將信息處理的過程優(yōu)化，后續(xù)將三維可視化模型有效應(yīng)用。

使用全站式掃描儀，主要是通過導(dǎo)線測量的方式推進(jìn)相關(guān)工作。將架站完成之后，確定測站點(diǎn)以及后視點(diǎn)，將三維坐標(biāo)建立，利用點(diǎn)云掃描的方式，能快速獲取該測站的井巷工程點(diǎn)云數(shù)據(jù)測量，使用全站儀設(shè)備，能夠精準(zhǔn)獲得下一個控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)，通過類推的方式，將井巷工程點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取，在測量過程中，會設(shè)置至少兩個已知的控制點(diǎn)。內(nèi)業(yè)做好掃描信息采集之后，加強(qiáng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入，合理利用數(shù)據(jù)軟件處理的方式，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的優(yōu)化管理，最終實(shí)現(xiàn)逆向建模的目標(biāo)，井下工程實(shí)體模型創(chuàng)建管理工作有效落實(shí)，全站式掃描儀獲取點(diǎn)云信息，能夠?qū)?shù)據(jù)信息的可靠性進(jìn)一步提升。

3.5 點(diǎn)云數(shù)據(jù)融合

按照不同測量設(shè)備的應(yīng)用要求，獲得井巷工程點(diǎn)云數(shù)據(jù)之后，需要將這一技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢以及缺點(diǎn)及時進(jìn)行管控。將井巷工程三維可視化模型構(gòu)建之后，能夠?qū)y量設(shè)備采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，及時進(jìn)行融合與管理，設(shè)備采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)使用統(tǒng)一的格式，經(jīng)過識別之后，三維激光掃描儀采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，還能及時進(jìn)行裁切或移動處理。尤其是將儀器設(shè)備配合應(yīng)用，能夠?qū)Ⅻc(diǎn)云數(shù)據(jù)稀少的位置及時進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充，最終實(shí)現(xiàn)高密度數(shù)據(jù)信息的處理。

4 三維激光技術(shù)應(yīng)用礦山測繪還需完善的方面

現(xiàn)代測繪實(shí)踐階段，使用三維激光掃描技術(shù)，是一種較為先進(jìn)的技術(shù)類型，相對于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，該技術(shù)有自身的優(yōu)勢。測量自動化水平高、測量精準(zhǔn)度強(qiáng)、測量面積大等等，都是該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。合理利用三維掃描測繪技術(shù)，能夠提升礦山測繪工作效率，保障工作質(zhì)量，因此在諸多項(xiàng)目之中，都會使用三維掃描技術(shù)[3]。但目前三維掃描技術(shù)應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，在技術(shù)實(shí)踐階段，一些缺陷性問題也由此產(chǎn)生，常見的情況是三維激光掃描技術(shù)是核心，其銷售價(jià)格相對較高，部分工程測繪單位沒有足夠的資金條件，支持該技術(shù)的應(yīng)用。還有就是，即便測繪精準(zhǔn)度較強(qiáng)，但是在測量階段，未能有效落實(shí)精確度的校準(zhǔn)，且使用的校準(zhǔn)方式較為單一。三維掃描技術(shù)在測量距離、精度、掃描等相關(guān)工作期間，技術(shù)分類有所不同，可能會引發(fā)矛盾問題，這些因素都會影響工程測繪的發(fā)展。

5 三維激光掃描技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展趨勢

5.1 穿透性

三維激光掃描技術(shù)的穿透性較強(qiáng)，在進(jìn)行礦山測量的過程中，如果當(dāng)?shù)氐闹脖粵]有非常茂盛，利用穿透測量的方式，在植物實(shí)體表面建立測量點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)數(shù)據(jù)信息的有效獲取，物體表面的幾何信息能直觀地反應(yīng)處理，最終構(gòu)建實(shí)體模型，保障技術(shù)應(yīng)用效果。

5.2 工作效率高

三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于實(shí)踐階段，不僅能保障工作效率，而且能使用周期性的管理模式，技術(shù)應(yīng)用的時效性較強(qiáng)，在進(jìn)行測量管理的過程中，優(yōu)化應(yīng)用技術(shù)手段，能有效控制勞動力的投入，對于企業(yè)單位來講是控制成本的有效途徑，因此技術(shù)應(yīng)用價(jià)值較高，且能夠給產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

5.3 密度較大

三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用階段，不僅能實(shí)現(xiàn)高精度地測量，而且測量數(shù)據(jù)信息的密度較大，有較高的精確度。根據(jù)目標(biāo)要求，將大面積的空間測量工作做好，采用直接掃描的形式，確定技術(shù)應(yīng)用特征之后，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)作用展現(xiàn)，獲得目標(biāo)的數(shù)據(jù)信息，完成三維立體模型的構(gòu)建，能更好地反映出地表形態(tài)。

6 結(jié)語

分析我國礦山測繪產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)力，在現(xiàn)代社會背景之下，我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷提升，測繪產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，對現(xiàn)代科技的應(yīng)用要求逐漸增多。將三維激光掃描技術(shù)合理利用，能有效提升礦山工程測繪質(zhì)量。因此，相關(guān)的技術(shù)人員，要不斷提升自身專業(yè)性，明確市場發(fā)展需要調(diào)整技術(shù)方案，保持足夠的專業(yè)態(tài)度，積極應(yīng)對在礦山測量階段的問題，探索改革創(chuàng)新發(fā)展的有效途徑，保障工程測繪的質(zhì)量，為我國工程測繪事業(yè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。