矿山测绘中三维激光扫描技术的应用研究.pdf
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1、2023年6月下 世界有色金属13冶金冶炼Metallurgical smelting矿山测绘中三维激光扫描技术的应用研究朱子斌(中国建筑材料工业地质勘查中心贵州总队,贵州 贵阳 5 5 0 0 0 0)摘 要:科技的迅猛发展使得三维激光扫描技术在矿山测绘中得到广泛应用。矿山测绘是矿业生产的重要环节,其准确性对矿山生产的安全和效率至关重要。但传统的矿山测量方法存在精度低、效率低、人工成本高等问题,而三维激光扫描技术可以有效解决这些问题。本文将深入探讨三维激光扫描技术在矿山测绘中的应用,为矿山测绘工作者提供参考。关键词:矿山测绘;三维激光扫描技术;应用中图分类号:P 6 2 3 文献标识码:A
2、文章编号:1 0 0 2-5 0 6 5(2 0 2 3)1 2-0 0 1 3-3Research on the Application of 3D Laser Scanning Technology in Mine Surveying and MappingZHUZi-bin(G u i z h o u He a d q u a r t e r s o f C h i n a C o n s t r u c t i o n Ma t e r i a l s I n d u s t r y G e o l o g i c a l E x p l o r a t i o n C e n t e
3、 r,G u i y a n g 5 5 0 0 0 0,C h i n a)Abstract:Wi t h t h e r a p i d d e v e l o p me n t o f t e c h n o l o g y,t h e a p p l i c a t i o n o f 3 D l a s e r s c a n n i n g t e c h n o l o g y i n mi n i n g s u r v e y i n g a n d ma p p i n g i s b e c o mi n g i n c r e a s i n g l y w i d e
4、 s p r e a d.Mi n e s u r v e y i n g a n d ma p p i n g i s a n i mp o r t a n t l i n k i n mi n i n g p r o d u c t i o n,a n d i t s a c c u r a c y i s o f g r e a t s i g n i f i c a n c e f o r t h e s a f e t y a n d e f f i c i e n c y o f mi n i n g p r o d u c t i o n.T h e t r a d i t i
5、o n a l Mi n e s u r v e y me t h o d h a s t h e d i s a d v a n t a g e s o f l o w p r e c i s i o n,l o w e f f i c i e n c y,h i g h l a b o r c o s t,a n d t h e a p p l i c a t i o n o f t h r e e-d i me n s i o n a l l a s e r s c a n n i n g t e c h n o l o g y c a n e f f e c t i v e l y s
6、 o l v e t h e s e p r o b l e ms.T h i s a r t i c l e w i l l d e l v e i n t o t h e a p p l i c a t i o n o f 3 D l a s e r s c a n n i n g t e c h n o l o g y i n mi n i n g s u r v e y i n g a n d ma p p i n g,a i mi n g t o p r o v i d e r e f e r e n c e f o r mi n i n g s u r v e y i n g a
7、n d ma p p i n g w o r k e r s.Keywords:mi n e s u r v e y i n g a n d ma p p i n g;3 D l a s e r s c a n n i n g t e c h n o l o g y;a p p l i c a t i o n收稿日期:2 0 2 3-0 4作者简介:朱子斌,生于1 9 8 9 年,侗族,贵州石阡人,本科,研究方向:测绘(航测,地理信息系统)。随着矿产资源逐渐枯竭,矿山的勘探、开采、治理和管理面临越来越大的挑战。作为矿山勘探和管理的重要环节之一,矿山测绘对于矿山的可持续发展具有重要意义。然而,传
8、统的矿山测绘方法已经无法满足需求,因此需要引入新的技术手段。作为一种新兴的测绘技术,三维激光扫描技术在矿山测绘领域具有广阔的应用前景。在现代矿业生产中,科技创新是提高效率、降低成本的重要手段。三维激光扫描技术以其精度高、效率高、成本低的特点成为矿山测绘领域的热门技术。该技术能够快速、全面、精确地扫描矿山现场,生成真实的三维模型,为矿山生产管理提供可靠的数据支持。1 三维激光扫描技术的原理三维激光扫描技术是一种基于激光反射原理实现的测量方法,可以快速、准确地获取物体表面的三维几何信息。其原理是利用激光发射器向目标物体表面发射激光束,然后通过接收器接收反射回来的激光,再利用计算机对激光点云数据进行
9、处理,从而重建出目标物体的三维模型。三维激光扫描技术的实现需要使用一系列设备,包括激光发射器、接收器、扫描仪和计算机等。其中,激光发射器用于向目标物体表面发射激光束,接收器用于接收反射回来的激光。扫描仪用于控制激光束的扫描方向和速度,实现对物体表面的全方位扫描。计算机用于处理和重建采集的激光点云数据。在实际应用中,三维激光扫描技术通常采用两种扫描方式,即时间飞行(TOF)扫描和相位差(PS)扫描。时间飞行扫描利用激光脉冲在空气中的传播速度和反射回来的时间差计算出距离,从而得到物体表面的三维点云数据。相位差扫描利用激光脉冲的相位差异计算出距离,同样可以获取物体表面的三维点云数据。三维激光扫描技术
10、的精度和效率受多种因素影响,包括激光器功率、扫描仪分辨率、采样密度以及物体表面的反射性质等。在实际应用中,需要根据具体场景选择合适的设备和参数,以获得最佳的扫描效果。2 三维激光扫描技术工作的应用特点第一,三维激光扫描技术具备非接触式测量的特点,能够在不接触物体表面的情况下获取到其三维数据。这对于一些需求进行无损测量的应用场景非常有益,例如文物保护和古建筑保护。在这些场景中,传统的接触式测量方法可能会对物体表面造成破坏,而三维激光扫描技术则能够避免这个问题的发生。第二,三维激光扫描技术能够实现高精度的测量,达到亚毫米级别的精度。这使得它在需要高精度测量的应用场景中非常有用,例如制造业中的质量控
11、制和医疗设备中的测量。高精度的测量可以确保产品或设备的质量和可靠性,同时还能提高生产效率,减少浪费和损失。第三,三维激光扫描技术能够实现全方位的测量,获取物体表面的全貌数据。这对于需要了解物体表面形态的应用场景非常有用,例如文化遗产保护、建筑设计和数字艺术。世界有色金属2023年6月下14冶金冶炼Metallurgical smelting全方位的测量能够为这些应用场景提供全面的数据支持,帮助人们更好地理解和保护文化遗产,设计出更卓越的建筑,创作出更出色的数字艺术作品。第四,三维激光扫描技术具备高效率和高自动化的特点。采用三维激光扫描技术可以极大地减少测量时间和人力成本,同时还能提高测量的可重
12、复性和一致性。这对于需要进行大规模测量的应用场景非常有利,例如城市规划、公路建设和地铁建设。在这些应用场景中,需要测量大量的物体或场景,如果采用传统的测量方法可能会耗费大量的时间和人力,而采用三维激光扫描技术可以极大地提高效率。第五,三维激光扫描技术提供多种数据处理和可视化方法,能够为用户提供更加丰富和直观的数据展示。在数据处理方面,三维激光扫描技术能够实现多种数据处理方法,例如点云配准、三维重建和表面拟合。这些方法能够为用户提供更加准确和完整的数据信息。在数据可视化方面,三维激光扫描技术能够实现多种可视化方法,例如点云可视化、三维模型可视化和虚拟现实。这些方法能够为用户提供更加直观和生动的数
13、据展示。第六,三维激光扫描技术可以与其他技术结合使用,实现更加复杂和多样化的测量需求。三维激光扫描技术可以与数字摄影、激光雷达、测距仪等多种技术结合使用,实现更加复杂和多样化的测量需求。例如在建筑设计领域,可以将三维激光扫描技术与数字摄影技术结合使用,实现建筑物外部和内部的全方位测量。3 三维激光扫描技术在矿山测绘中的应用3.1 数据收集与计算数据收集是矿山测绘中应用三维激光扫描技术的第一步,数据的质量和准确度对后续计算和分析结果起到直接影响。数据收集可以分为前期准备、现场操作和数据后处理三个阶段。在前期准备阶段,需要进行场地勘察,确定测量范围、数据密度和测量精度等参数。同时,还需确定数据收集
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