基于密集点云方格网法的露天矿工程量计算方法

在经济全球化的进程推进中，人们对资源的需求越来越多，矿区作为主要资源的存在所属地，在多种技术下被不断的开发和挖掘。但由于早期各类技术手段的不成熟，在矿区内面临资源枯竭和品位下降的风险，而大多数矿区在开发完成后直接被放弃，成为难以修复的废弃矿区

。

认知逻辑语言EL可以利用模态算子对命题逻辑进行扩充Kiφ(i知道φ)，在总群I(total group)中的每一主体i和CGφ：φ是在子群G中的公共知识。归纳定义的语形规则如下：

随着城镇化的建设进程，在矿业内的开采技术得到了进一步提升，完成了地下开采向露天开采的转变，且在无人机技术和可视化技术的帮扶下，在固体矿区内对矿床的开采方式，全世界接近三分之二的矿产资源，均采用露天开采的方式，并在随着信息技术手段的成熟不断增加其应用比例

。

当前广西贫困县县域金融生态普遍较差，风险保障机制不完善，制约金融机构信贷投放能力，是造成金融效率低下的一个重要原因。大力整治社会信用秩序，维护良好的县域金融生态环境应成为西部县域经济各级政府部门下一步工作重点。具体措施如下：一是加大宣传力度，使广大群众认识到诚实守信对于建立良好金融环境的重要性；二是建立健全各项法律规章制度，加强县域信用体系建设；三是对于农村地区，要积极推进信用乡（镇）、信用村和信用户的评定工作，全面提升县域信用水平，改善金融环境；四是加大惩罚机制建设，多角度提高失信违约人员的违约成本，对于恶意逃避金融债务行为予以坚决打击。

但由于在外作业的工程较为复杂，在对矿区露天数据采集过程中的定位点设置会过于松散，不能将矿区内全部的地势地貌作出总结，导致工程量的计算结果精度较低

。本文针对此类问题进行重新探讨，以露天工程量计算作为研究对象，通过密集点云方格网法设计露天工程量计算方法，以完成对矿业行业发展的理论支持。

1 基于密集点云方格网法露天矿工程量计算方法

1.1 多点定位采集并处理矿区数据

配电自动化数据传输有误对配电系统供电可靠性的影响//罗凤章,杨文涛,张天宇,王成山,魏冠元,姚良忠//(19):10

为验证此次设计的方法能够在露天矿工程量计算中具有实际意义，采用实验测试的方法对矿区内的场地进行测量，以所得结果与实际数值进行比较，测试其是否能够精确地完成划定区域内露天工程量。此次选取某省正在作业的露天矿作为样本，在区域内包含多种地势，根据已经验收的历史数据在MATLAB测试平台中导入数据，选择多个点位的地貌特征，进行11月份的采剥量汇总，具体数据如下表1所示。

1.2 基于密集点云构建三维模型

公式中：已知采样点表示为H(b

)；到选定区域内的距离对应权值表示为X(c

)。根据已知采样点数值进行权值加乘，并对所选择的整体数据进行求和处理，再去除权值数据之和。即可得到未知采样点的数据反比数值。其中在反距离的加权插入过程中，权值与距离的反比值越小，则代表已知数据和未知数据越接近，能够测得的数据就越真实。以差值法对地表现象进行趋势预估，针对不同的空间变量(Z,M,K)可以得出其高程的最小值，以多项系数进行计算，表达式为：

根据采集到的地物数据在对应密集匹配结果中，分配好云点的对应位置，通过密集云点的占比理论在划定区域内，构建出对应的地表三维模型

。将该模型模拟出最真实的矿区高程，在不同区域内的测得数据为自变量，以加权差值法对已知的采样点数据值进行反比，设置单个数据d到采样点的距离为l，想要得到此点的真实数据值X(d)，则需要在其中插入对应权值n，表达式为：

根据表中内容所示，在该矿区内含有多种岩石种类，将其按照地势划分，该矿区内包含山地和丘陵以及平地等三种地势，每个类型的实际测量数据和验收数据均存在一定差数。为减少工程量的相对误差，采用多种计算方法进行预测，在实验开始前选取两组传统计算方式作为对照，分别为断面法和等高线法，通过现场导入模型在测试平台内分别输入三组计算方法。

1.3 方网格法计算露天工程量

尤其对男孩子来讲，他们是不能同时处理多个信息的，否则就会大脑直接NG，即使你说了再多的话，他们的大脑也不会做任何信息加工，这时沟通无异于对牛弹琴。如果你发火了，说出更多的气话，他们就会闭紧嘴巴，不做任何反应。所以，第一，我们不能同时给男孩布置很多项任务；第二，我们不能用很快的语速和男孩说很多话。

一般情况下网格法会根据实际地形，在绘图过程中将比例尺寸设定在5m～50m不等的方网格中，以多次测得的高程数据计算每个方格网的挖填土量，最终获取整个矿区场地的总土方量数据值。在每个方网格内均含有一定工程量，在所选定的区域内按照不同边长比进行分列，根据密集云点实测的高程数据，将结果导入拟建好的三维模型中。通过设定的划分网格大小，将矿区内的工程量安置在多个方格中，并对每个长方体方格进行圈定的体积计算，作为初次矿区划定的工程量，连接每个方格累计的面积，即可得到整个矿区内的总工程量。由于在密集匹配的数据能够产生多个云点，因此将各个网格中的高程数据依次相加，通过平均值并会将其与高程相减，表达式为：

公式中：将方格网的高程设计数值用q来表示；初始落在网格中的云点个数用来表示；其中每个网格的行数和列数均不相同；在第w行第e列中的高程表示q

为，对应的实际高程用q

表示。通过设定的方网格高程对每个长方体所在面积进行计算，按照长方体体积计算公式获取单个工程量，最终将多个网格数据相加，即全部方网格的工程量数值之和，为所在矿区的工程总量，表达式为：

（2）结晶法：取少量样品，分别滴几滴水，振荡试管，结块并放热的是N a2CO3（N a2CO3粉末遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体——水合碳酸钠N a2CO3·xH2O）。

公式中：矿区总工程量计算数值用来表示；测量区的方网格数量用t来表示；其中还方网格的两侧边长等用y和p来表示。通过不同方网格内的有效数据，在三维模型中对应实际区域，以梯形和辛普森相结合的规则方式，对需要的工程量进行实际计算即可。至此本文在设置数据采集点的基础上，对矿区内的数据进行有效采集和处理，根据密集点云的原理构建三维的显示模型，在方网格的划分下对矿区内的工程量进行测量，完成基于密集点云方格网法的露天矿工程量计算方法设计。

在露天矿开采过程中需要对土地进行有序开发，根据矿区内工程量的精准计算，能够对所在区域的经济效益产生显著影响。由于矿区内存在不同类型的地势区间，在对开发区域的信息数据采集过程中，需要按照地形的起伏变化进行点位筛选

。根据不同的定点方式，本次以最小人力耗费为基础，采用无人机倾斜摄影的技术，进行高分辨率的数字定位，充分记录不同区间内地形的起伏特征。根据无人机的航拍路线，在同时段内输出的位置信息中，对摄影图像数据进行有序采集和处理，进行正向影像的灵活测量

。主要是在于无人机具有灵活且快速的航拍速度，在进行图像数据的预处理基础上，对多个图像数据进行匹配，以此进行多个数据的分类和整合。

2 实验结果分析

2.1 选择露天矿区数据

在定位点设置过程中需要分成三个部分：一是多为影响的联合过程，在垂直获取的影响数据中，结合POS采集系统对机器提供的多方位元素进行处理，自动完成同名地点和自由光束的平差匹配，使得各个选定区域内的数据能够在名称内，各自完成同名称匹配结果。二是密度集数据的匹配，是指在数据采集过程中对多余的数据图案进行删除，在准确获取同名坐标系的数据后，对地面对应的数据信息进行匹配

。三是利用所得数据在地物表面形成初始模型，利用密集度云点理论对应构件三维模型，真实还原同名坐标系中的原始数据。

公式中：数据点的空间坐标表示为K，其中作为因变量K

作为能够对拟合的地面进行回归参考，多个采样点数据的观测值和预估值相接近时，表示数据与地面标记物达到最佳匹配。再利用方格网法对需要丈量的地形划分区间，将其按照复杂程度绘制成比例不等的方格，并在网格中设定固定边长，测量出网格所在区域内的矿区工程量。

2.2 采集点布置过程

不同方法对露天矿区的计量效果不尽相同，以所包含的地势为例，对产生的基础数据进行历史回放，通过三种计算方法对各个采集点数据进行划分，一般情况下对采集点密度划分越细致，所得到的数据越精准，在保证每个地势中均含有20个采集点的基础上，对其所在密度进行对比，具体情况如下图1所示。

根据图中内容所示，不同地势产生的密度值结果不同，随着采集点个数的增加，相对应的密度值均有所下降，但本文方法下降的速度较为平缓。以平地为密度值最容易划分的矿区地势，本文方法产生的结果与两组传统方法向接近，但在丘陵和山地的地势中，本文方式能够布置的采集点密度要高于两组传统方法。综合结果来看：在不同的地势环境内，本文方法均能够合理地布置数据采集点，且密度值能够保持在相对精度中，具有实际测量的应用效果。

2.3 实际计算结果分析

为进一步验证本文方法能够对采集点的数据进行计算，且在对应矿区内可以缩小相对误差，提高选定矿区的工程量计算精度。以平地地势的历史数据作为对照，按照设置好的采集点进行计算，多轮计算结果如下表2所示。

根据表中内容所示，以实际验收为工程量衡量标准，三种计算方法下所得到的工程量数据出入较大。本文方法在对平原区域内的工程量计算结果，均值分别为470120m

和11410121m

，与实际数据较为接近，基本不会产生误差；两种传统方法所计算结果，分别为742434m

和11423027m

以及742451m

和10280949m

，更接近原始的统计数据，与衡量标准仍存在误差。综合结果来看：根据实际矿区的验收工程量，以文中设计的方法能够更加准确地计算出总量结果，减少误差所引起的精准率降低的负面影响，具有实际应用效果。

3 结束语

本文根据露天矿区内的地势结构，利用无人机航拍基础进行数据采集点定位，通过密集点云理论构建三维可视模型以此设计数据高程，分地点在方格网内计算露天工程量，完成计算方法设计。实验结果表明：在选定的露天矿区内，本文方法能够对不同的地势样貌进行采集点密度布控，所得工程量结果与验收值基本一致，具有实际矿山作业意义。但由于本人时间有限，在测试过程中仅对平地进行了多轮验证，其他地势的实际值没有进行对比，所得结果具有一定偏差性。后续研究中会展开不同地势下的工程量对比，得出更加科学的计算方法用于矿业开采，为我国的矿山事业发展提供理论支持。

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