浅谈三维激光扫描技术在矿山储量计算中应用

《浅谈三维激光扫描技术在矿山储量计算中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、浅谈三维激光扫描技术在矿山储量计算中应用　　摘要：本文分析了利用常规地质测量技术测量露天矿的缺点，并根据开采用户在外业测量及内业管理中的技术需求，探讨了三维激光扫描技术在该测量中应用的可行性。关键词：测量；矿山储量地质测量；三维激光扫描技术中图分类号：TN247文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）05-0320-020引言众所周知，露天矿生产比较特殊，因此，与其相应的测量工作也有自身特点。但随着测绘技术的不断发展，露天矿的随时采挖和采挖后泥土填补，都要求测量能及时跟上，而常规仪器的精度和效率已经不能满足当前矿山测绘的效率和精度要求。[1][

2、2]6三维激光扫描技术是一种新的测量技术。它能够在比较复杂和危险的现场和空间对被测物体进行多方位快速扫描测量，并直接获得激光点所接触的物体表面点的三维坐标、反射强度等信息，形成点云数据。[3]由于受传统测量手段的影响，我国矿山储量、开采量等数据一直处于不精确状态，而三维激光测量技术的出现和发展能够为矿山测量的理论与技术实现这一目标提供良好的技术保障。1露天矿测量概述露天矿测量的主要目的是矿山储量地质测量，就是以矿山的矿产勘查报告、储量核算报告和上年度矿山储量年报等资料为基础，运用实地测量及矿山采样测试、地质编录等技术手段，通过一系列资料整理，粗略估算本年度矿

3、山的有效开采量、平均损失量以及资源储量变化量，编制本年度矿山资源报告。它最核心的工作就是解决矿体的测算精度和历年相关储量数据的一致性、连续性问题。因此，必须要搞好矿山储量的动态监管，建立以资源消耗量为基础的矿产资源补偿费征缴制度，其核心工作是要采用满足《规范》精度要求的测量技术和方法。2常规测量技术的缺点2.1测量精度低6矿山开采面的不规则性和常规地质测量选取特征点采集数据的局限性对测量成果的精度影响较大，主要有以下几个方面：①测区地形的复杂情况；②特征点选取的位置；③特征点分布的密度；④计算模型的选择。在平坦的矿山开采面上作业，都有一定保证的，但对于采掘面

4、十分复杂的露天矿山来说，有很多地方岩壁陡峭，作业人员根本无法到达，因此特征点的选取位置和密度就不能得到满足。根据《地质矿产勘查测量规范》的技术要求，其剖面点的高程中误差不得超过1/3等高距。目前，在实际的工作当中，矿山的开采储量都是经过补做外业工作或多次核算来完成的。由此可见，常规矿山地质测量技术的落后已经严重影响了矿山储量的可信性，制约了矿山储量动态监管的实际效果。2.2测量速度慢常规的地质测量技术受外界条件、人员和仪器的影响较大，速度比较慢。通常，一个作业小组完成一个矿山的全部测量工作需要两天，而矿山储量动态监管要求时效性很强，一般的作业时间只有九十天左

5、右，这样，一个作业小组只能测量四十多个矿山，可以看出，传统地质测量技术是很难满足矿山储量动态监管需要的。2.3安全隐患多露天矿开采面有诸如落石、陡峭的山体、不稳定的矿体等不安全因素，这样，测量人员的工作环境就很危险。然而，无论采用什么样的安全措施都无法从根本上消除客观存在危险，最好的办法只能是远离开采区。2.4直观性差常规的地质测量技术采用的是数据报表，并没有与数据相对应的矿山图像，因此，监管人员无法直观了解矿山的实际开采状况。3三维激光扫描技术的原理及特点3.1三维激光扫描技术的原理三维激光扫描仪是一个高级的非接触式空间结构测量系统。通过发射红外线光束，一

6、旦接触到物体，光束立刻被反射回扫描6仪，扫描仪将获得激光点所接触物体表面的信息进行处理并自动存储和计算，获得点云数据。对于扫描物体表面测量点Mj，每个完整扫描会产生点云的三维坐标（Xm，Ym，Zm）。代表一个点云∑Mj（Xm，Ym，Zm）作为扫描结果，其中3.2三维激光扫描技术的特点三维激光扫描技术为矿山测量提供了重要的技术手段，与常规测量相比，它具有以下特点。①非接触测量，能够对任意物体进行扫描；②采样速度快、密度高，时效性和精度有保证；③数据处理快，能够快速将现实世界的信息转换成可以处理的数据；④数字化采样，兼容性好，其输出格式可直接与CAD、三维动画等

7、工具软件对接。⑤可与外置数码相机、GPS系统配合使用，大大扩展了三维激光扫描技术的使用范围，对信息的获取更加全面、准确；⑥结构紧凑、防护能力强适合野外使用。目前常用的扫描设备一般具有体积小、重量轻、防水、防潮，对使用条件要求不高，环境适应能力强，适于野外使用。4三维激光扫描技术在露天矿测量中的应用4.1三维激光扫描仪工作流程简介①要进行实地踏勘，根据测区的实际情况，选择若干个能够长期保存的控制点，合理布设扫描测站；②按照工作计划进行数据采集工作。在控制点安置仪器，按仪器的操作要求在实地获取点云数据；③对采集好的点云数据进行统一坐标系统、拼接、去噪等预处理；④

8、建立三维影像模型；⑤根据工程的实际需要计算相关数据。