兰舜涯
云南华联锌铟股份有限公司，云南 文山 663701
摘要：三维激光扫描技术不仅具备精度高、效果好以及主动性等优势特征，所以近些年被广泛的应用到了建筑仿真、文物保护、矿山测量等多个领域。但是，该技术由于发展和应用时间还比较短，所以在矿山测量中的应用依旧处于初步阶段，还存在很多难点需要进行解决。三维激光扫描技术运用于矿山测量工作中，可以说是一种全新的尝试，能够在矿山测量作业中，缩减消耗的时间，提升工作效率。基于此，本文分析了三维激光扫描技术的特点及原理，并提出了三维激光扫描技术在地形地质测量中的应用。
关键词：三维激光；扫描技术；矿山测量；应用
引言
贯通工程通常需要矿山工作人员按要求将一条巷道挖掘到特定地点并与另一条巷道连接的工作，矿山测量是其中最主要的环节，贯通测量属于矿山测量的常用方式。在矿山巷道未经过科学测量的情况下直接施工，则会产生无用巷道，不仅浪费人力和物力，同时，可能造成矿山稳定性下降，引起伤亡事故。由此可见测量工作的重要性。但实际的测量工作较为复杂，为保证测量的准确性和科学性，如何有效做出矿山测绘中三维激光扫描技术的应用。
1三维激光扫描技术的特点及原理分析
激光扫描仪有很多类型。通常，根据扫描平台的不同，它们可以分为机载激光扫描系统，便携式激光扫描系统和陆上激光扫描系统。例如，在日常测量过程中广泛使用的地面三维激光扫描系统实际上的工作原理如下：三维激光扫描系统使脉冲发射器从以下位置发射信号：冲向物体表面。此时，脉冲信号在物体表面被漫反射后，脉冲信号沿着相同的路径返回到信号接收器，从而完成了准确计算目标信号的目的。目标点和扫描仪之间的距离。另外，由每个激光脉冲产生的水平扫描角观测值和垂直扫描角观测值可以由精密时钟编码器测量和计算。三维激光扫描的工作过程主要包括数据采集，数据预处理，几何模型重建，模型可视化和结果输出。其中，数据收集的功能是为模型重建提供准确的点云数据，从而有效降低模型重建的复杂度，提高模型的准确性和计算速度。数据预处理主要用于过滤所有点云数据[1].
1.1三维激光扫描技术的特点
三维激光扫描技术的应用有效地打破了传统的单点测量方法。与过去使用的传统方法相比，它具有高精度和高效率的明显优势。该技术的应用可以在被扫描物体的表面上完全提供三维点数据，甚至可以使用三维激光扫描技术直接收集高精度和高分辨率的数字地形模型。三维激光扫描技术的特点可以概括为两个方面：三维扫描和快速扫描：（1）三维扫描。在过去的传统地形调查概念中，最终输出数据通常是二维的。结果表明，全站仪和用于该勘测的GPS勘测都是二维的。三维激光扫描技术的应用涵盖了广泛的测量数据，例如RGB颜色信息，XYZ点信息等，甚至可以测量物体色比信息他自己。这些是传统测量方法无法实现的。（2）快速扫描是启动扫描仪时形成的概念。通常，快速扫描的测量速度可以直接达到每秒1000点。但是，使用常规测量方法通常会浪费2-5秒。三维激光扫描技术的引入有效地改善了这种情况，并大大提高了工作质量和效率。
1.2三维激光扫描技术的原理分析
当使用三维激光扫描技术进行测量时，通常可以直接使用光来测量物体表面的三维坐标，从而达到提取和重建的目的实际上可以实现三维场景。通常，完整的三维激光扫描系统应具有激光测距系统，高精度动态差分定位系统和高精度动态载波测量系统。最好事先通过激光脉冲管传输脉冲信号，然后最终通过旋转棱镜射出相应的目标，然后使用检测器接收反射的激光信号并保存。在整个过程中产生的信号被设备详细记录，最后转换为数据信息。必须通过数据信息识别测绘人员的具体要求，并通过软件进行处理，以最终获得建模结果[2]。
2三维激光扫描技术在地形地质测量中的应用
2.1数据预估的准确性，减少误差值
由于矿山测绘贯通测量的工程量较大，并且对测绘人员的技术要求较高，测绘工作人员需保证严谨的工作态度来进行矿山的贯通测绘工程。在实际进行测绘前，则要进行前期的误差值预算，对挖掘过程中可能产生精确度进行评估，并在矿山可以实现的技术范围内尽可能设计出合理的贯通测量方案和测量方式，贯通测量过程中出现可能导致影响整体测绘的节点，需要测绘人员以先进的测量技术进行测绘，并将可能出现的突发情况纳入其中[3]。
2.2数据处理
数据处理包括以下步骤：1）打开ContextCapture新建工程，设置工程路径。2）导入照片，导入本机照片，设置采样率，检查航片完整性，每个照片组都会有一个相机的参数，可以在右键菜单中导入或导出相机的检校参数。3）空中三角测量：（1）设置名称，最好根据飞行架次或项目时间信息进行设置；（2）参与空中三角解算的照片，默认使用全部的照片；（3）照片的定位信息或地理参考信息的设置；（4）空中三角参数的设置；（5）空三等信息的检查；（6）空三刺点（在航片上刺地面像控点）。4）模型重建，在空三结果中开启一个重建，建模开始之前，必须进行建模参数设置，设置坐标系确定生成的产品类型，确定生成的产品格式，选择产品格式，确定产品的坐标系及平移量，提交产品。5）开启引擎，检查工程中配置的发布任务路径，需要和工程中发布的任务路径一样。打开引擎，最后获得OSGB数据和正射影像图，导入《EPS三维测图系统》成图[4]。
2.3确保立井联系测量精度
贯通测量过程中通常会涉及立井测量，需要对立井开展联系测量和定向测量。在立井联系测量中的关键点则在于贯通巷道方位角的传递，从而保证井上坐标和井下坐标相对应。而在立井联系测量前也需要根据原始数据制定立井方案，在进行立井方案确认中，可利用钢丝或者激光垂直仪自地面目标水平面投点。
2.4重视测绘人员的培养
贯通测量工程的开展，往往需要在恶劣的环境下保持高精准度的数据测量，由此对测量人员的技术要求则更加严格，需要工作人员具备良好的素质以保证贯通工作的运行。矿山工程单位需要注重测量人员的专业素质培养，在进行实际工程开展前，需要保证测量人员积极参与各项测量技术的培训，从而使其能够在实际的工程开展中准确运用井下测量技术，并且能够对各种先进的测量仪器进行合理的运用[5]。
结束语
综上所述，三维激光扫描技术本身具有高精度，快速效率和精细扫描的特点。在地形测绘中使用它可以大大减轻人员的工作强度，缩短作业时间，有效地改善了整个测绘工作。致使工作效率高，最后取得满意的效果。三维激光扫描技术在地形测绘中的应用是对传统测绘工作的有效补充，因为该技术确实具有其他测绘方法无法进行测量的优势。
参考文献：
[1]高洁纯,张军.三维激光扫描技术在矿山测绘中的应用分析[J].世界有色金属,2019(13):20+22.
[2]龚琼,朱波.工程测绘中关于地面三维激光扫描技术的应用分析[J].世界有色金属,2019(13):160-161.
[3]刘汉胜.矿山测绘中三维激光扫描技术的应用[J].山东工业技术,2019(08):74.
[4]司大刚,王艳娟,柴生亮,李玉霞.三维激光扫描技术在矿山测绘中的应用与分析[J].世界有色金属,2018(19):23-24.
[5]李淑军.三维激光扫描技术在矿山测绘中的应用[J].世界有色金属,2018(16):28+30.