3D激光扫描金属矿山采空区测量的应用

在矿山开采中，地质测绘工作十分重要，其工作质量直接关系到矿山工作的有效性和安全性。 随着科学技术的不断发展，许多先进技术得到开发和应用，三维激光扫描技术具有显着优势。 对金属矿山采空区的测量精度高，实现对采矿作业环境的有效控制。 为制定和制定采矿工作计划提供依据。

1 3D激光扫描技术

该技术也称为现实世界复制技术。 它是1990年代逐渐出现的一种高科技类型，在测绘领域得到了广泛的应用。 在使用该技术时，高速激光扫描测量方法可以实现各点的坐标（x、y、z）、反射率和颜色（R、G、B）等高分辨率大面积信息在物体表面。 快速获取，通过如此大量的密集点信息，可以快速重构出1:1真彩色三维点云对应模型，为后续处理和数据分析提供有效依据。 

该技术具有快速、高效、非接触、穿透力强、动态、数字化、高密度、高精度等显着特点，有效弥补了现阶段空间信息技术发展的不足，实现传统单点测量方法的突破。 该技术可以提供被扫描物体表面的三维点云数据信息，从而获得高精度、高分辨率的数字地形模型。 

采用高速激光扫描测量方法，可以快速获取被测物体表面的三维坐标数据和大量空间点等高分辨率、大面积信息。 它是一种实现物体三维图像模型快速构建的新技术。

2 3D激光扫描技术原理

该技术主要利用极坐标的测量来有效获取被测物体的空间坐标数据。 传统的扫描方式是云计算，通过扫描物体表面，获得可显示几何图形的三维数据。 该技术主要依靠激光测距原理，因为3D激光扫描设备与目标激光测距设备和测角系统相结合，可以快速测量复杂空间中的物体和与激光点密切相关的物体。 

直接获取水平方向、反射强度、斜距等数据，自行计算存储，得到点云数据。 可在1000m以上的距离进行测量，扫描频率可达数十万/s 

之后，扫描数据通过TCP/IP协议传输到计算机，场景图像通过USB数据线传输到计算机，再由计算机对点云数据进行处理，然后三被测物体的尺寸模型与CAD Redesign相连。 激光测距原理如图1所示。

3 3D激光扫描技术在金属矿山采空区测量中的应用

以湖南新天岭钨业为例，分析三维激光扫描技术在金属矿山采空区测量中的应用。 该矿区面积7.7245m2，交通十分便利。 由于矿区生产核算和保护监测的需要，必须采用三维激光扫描技术对地下采空区进行扫描测量，通过真实扫描数据计算采空区体积，构建实现了三维实体模型。 在计算机中呈现地下矿山是矿区数字化发展的有效基础。

3.1 采空区控制网络布局

在三维激光扫描仪的使用中，所使用的坐标系主要是以扫描仪为中心，实现独立坐标系的构建。 要将各个独立的坐标系转化为统一的坐标系，需要将在采区测得的坐标系中的坐标控制点引入到各个地方的采空区，利用各站的扫描，使用通用真实坐标的目标扫描，可以有效地统一点云数据的坐标系，也可以统一点云数据的坐标系和矿区测量的坐标系。 因此，需要通过全站仪以光电测距的线状形式，在所有地下采空区周围合理布置测量控制点。

3.2 进行3D激光扫描加工

工作中，该矿区采用徕卡3D激光扫描设备对每个采空区进行分站扫描（见图2），每站布置3个目标，每站同时扫描。 3 对目标进行扫描测量并拟合目标几何中心，则三个目标在扫描数据的独立坐标系中具有相对空间关系； 测量目标几何体的中心坐标时，三个目标在局部坐标系中，存在相对空间关系。 将这三个目标的几何中心视为公共点，对后续办公数据进行点云拼接在此期间，拼接各站内点云数据，将各站独立坐标系转换为局部坐标系。坐标系。

3.3 内部业务数据的处理

在办公数据的处理中，主要包括数据拼接、数据细化、数据虚拟测量、采空区三维实体模型构建、断面数据提取等。

首先通过徕卡软件提取扫描仪数据，对扫描后的数据进行拼接处理，通过现场精确的扫描目标和全站仪测量目标的中心坐标，实现各站点的云端数据。 拼接加工，本项目目标拼接误差在2mm以内。

由于3D激光扫描采集到的点云数据的数据量非常大，这个庞大的数据量需要通过特定的软件进行处理。 现阶段常用的CAD软件和测绘软件无法有效处理这一庞大的点云数据，因此，在导入点云数据之前，应对数据进行稀疏处理。 可以按照等间隔的方法对数据进行细化，既可以保证点云数据具有良好的精度，又可以减少海量数据对处理速度的影响。

完成微数据的细化后，将此类数据作为原始数据处理，通过3Dmine、Cyclone等专业软件生成三维模型。 基于三维模型，可以准确计算采空区的体积和断面，提取等高线等各种所需信息，为后续工作提供准确、全面的依据。

本文链接： 3D激光扫描金属矿山采空区测量的应用

转载声明：如无特殊说明，本站所有文章均为原创。 转载请注明出处：https://www.cncmachiningptj.com/，谢谢！

PTJ® 提供全方位的定制精度 数控加工中国 服务。ISO 9001:2015 & AS-9100 认证。 3、4、5轴快速精度 数控加工 服务包括铣削、按客户要求车削、能够加工具有 +/-0.005 毫米公差的金属和塑料加工零件。次要服务包括 CNC 和常规磨削、钻孔、压铸,薄板 和 冲压.提供原型、完整的生产运行、技术支持和完整的检验。服务于 汽车, 航天, 模具和夹具, LED 照明,医生、自行车和消费者 电子 行业。 准时交货。请告诉我们您的项目预算和预期交货时间。 我们将与您一起制定战略，提供最具性价比的服务，助您达成目标，欢迎联系我们（ sales@pintejin.com ) 直接用于您的新项目。