简析三维激光扫描仪在露天矿山测量中的应用

高峰

【摘要】当前，在露天矿山测量中，三维激光扫描仪受到了广泛应用，受到人们极大的青睐。本篇文章结合矿山的地质地貌，简要分析了三维激光扫描仪在露天矿山测量中的应用价值。

【关键词】三维激光扫描仪；矿山测量；应用

一、三维激光扫描仪概述

三维激光扫描仪是新形势下三维技术革新的一个重要成就，是在继承GPS测量系统优势的基础上，又不断创新和加以改进的一种应用测量技术。三维激光扫描仪用于检测物体表面，迅速收集三维立体点云数据，将获取的点云数据与三维数据处理软件相结合，创建可视化的三维模型，这种技术手段还被叫做“实景复制技术”。

（一）测量原理

现如今，随着三维激光扫描仪器的不断健全和完善，市面上出现了较多类型的仪器，虽然外观和规格存在很多差距，但实际的操作原理是相同的。三维激光扫描仪的操作原理，从某种意义上来说，与全站仪器的测量原理是相一致的，都是搭建空间的三角模型，获取被测物体的数据，收集数据还包括激光测距的间隔距离和水平方向的距离，在经过一系列运算后，计算出精准化的三维坐标，这就是三维激光扫描仪器的整个操作过程，其仪器主要是高精度的激光测距仪，再加上引导激光，将保持一定速度转动的发射棱镜固定。在应用三维激光扫描仪进程测量的过程中，通过激光测距仪进行激光发射，被测物体表面产生反射作用，计算观测点到测站点的距离，结合扫描仪测量对其水平方向和竖直方向进行一系列运算，最终得出高精准的三维空间坐标。

（二）应用领域

三维激光扫描仪突破了传统的测量方式，有效率高、精度准等优点，且不受时间空间的限制，在地形测量、道路桥梁、隧道、矿山等地质地貌中受到了广泛用。结合三维激光扫描仪的特点，还可将该技术应用到古代建筑物或古代遗址的保护工作。除此之外，三维激光扫描仪器的应用是十分普遍的，还能合理应用到电影制作、网络游戏、医疗服务等行业中。

在应用三维激光扫描仪进行检测时，需要注意的是，这种检测技术会受到环境因素的影响发生相应的变化，如行人、车辆等，尤其是矿区中存在大量的植被面积，这就需要结合实际的地形特点，及时制定科学合理的措施实施检测工作。三维激光扫描仪器效率高、精度准优点外，还具有检测更为直观和具体的效果。

二、三维激光扫描仪器在露天矿山测量中的应用分析

（一）建立地面控制网

地面控制网的建立，可将GPS与三维激光扫描仪器进行有机结合，应用三维激光扫描仪器实施高精准的检测，创建地面控制网。需要额外注意的是，在露天矿山测量中应用三维激光扫面仪器时，需要严格执行我国的相关法规，符合实际的测量需求。

（二）建立矿山模型

在应用三维激光扫描仪器对露天矿山进行测量的过程在，收集点云数据的坐标，并对矿山使用激光扫描，对所得数据资料进行研究计算，得出矿山区域内的DEM数据，建立矿山模型，对矿山的地质地貌进行整体规划，这为煤矿企业的安全生产工作提供了实时的数据资料。

（三）生成数字线划图

在应用三维激光扫描仪对矿山进行搭建开采模型后，对于分辨率为1米的数字地面模型，可以实现高精度的高线划图，结合三维激光扫描仪的高精度、高精准优势，将一些拼接模型，利用操作，生成数字线划图，为矿山测量工作技术实时的数据资料。应用三维激光扫描仪器，能有效检测矿山基础设施的数据，矿山基础设施多种多样，如办公楼、控制点、井架、水塔等等；应用三维激光扫描仪仪器，能迅速侧量数据，还具有效率高、精度高的优点。

（四）检测矿区及矿井设施沉降

检测矿区及矿井的设施沉降情况，直接关系到矿山检测工作的安全性和稳定性。检测矿区及矿井设施沉降这项环节，应用三维激光扫描仪器，收集矿井的点云数据，在获取了大量的数据资料后，观察整个矿区及矿井的沉降情况。应用三维激光扫描仪，能有效检测矿区及矿井设施沉降情况，更为直观的收集数据资料。

（五）沉陷区测量

在对露天矿山进行开采的过程中，极易产生地面沉陷的情况，应用三维激光扫描仪，收集大量的丰富的点云数据资料，在沉陷区域内搭建空间点云模型，还能测算出沉陷面积，结合实际沉陷情况，及时采取合理有效的做法加以解决。

（六）巷道检测

在应用三维激光扫描仪实施扫描作业时，还能对巷道进行有效测量。在对巷道进行检测的过程中，通过在井下搭建空间立体的巷道模型，实施变形侧量、定向侧量、控制测量等和矿量计算等，保证巷道的质量安全。

三、结语

三维激光扫描仪在露天矿山测量中的应用十分广泛，还具有高效率、高精准、直观具体等优点，节省了大量的人力物力，全面提升了工作效率。三维激光扫描仪打破了传统的扫描方法，是在GPS全球卫星定位系统后的又一项革新技术，通过获取大量的云点数据，投入到实际生产工作中，对实现煤矿企业的现代化具有重要意义。

参考文献

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