山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿    孙帅

摘要：近年来，随着国民经济的发展和社会的进步，人们对矿产资源的需求也越来越多。2012年我国提出的“大力推进生态文明建设”战略决策很大程度的遏制了粗放型的矿产资源开采，但由于我国可采的矿山资源大幅减少，而矿产资源的产量减少导致矿产资源价格越来越高，大量企业在经济利益的驱使下肆意开采矿山资源，大量开采矿山资源的背后是超深越界的现象越来越多。矿山超深越界行为不仅破坏、浪费资源，造成严重的安全隐患和地质灾害隐患，还损害了国家或其他矿山企业的权益。
关键词：三维激光扫描技术；矿山测量；应用与研究
        引言
        三维激光扫描测量技术是20世纪90年代出现的一项高新技术，他通过主动发射高速激光对目标物体进行扫描，通过收集回波完成测量过程。地面三维激光扫描测量技术是基于地面固定站，通过发射激光获取被测物体表面三维坐标、颜色、反色率和对光的吸收特性等多种信息，是一种全新的非接触式主动测量技术。传统的规划核实测量是基于全站仪采集建筑物主要特征点的三维坐标，然后外业人工丈量建筑物有关细部尺寸，形成建筑物竣工验收规划核实测量成果数据，并将其在1∶500竣工图上进行表达。
        1三维激光扫描技术概述
        近几年备受关注的三维激光扫描技术突破了传统测量中单点测量的模式，该技术通过发射激光来扫描被测物，以获取被测物体表面的三维坐标，其巨大优势就在于可以大面积高分辨率快速扫描被测物体，扫描不需反射棱镜即可直接获得高精度的扫描点云数据进行三维建模和虚拟重现，因此该技术被称为实景复制技术，作为当今时代的先进测量技术，其高精度、高效率的特点为矿井测量提供了新的思路、新的途径。
        2三维激光扫描技术的原理
        无论扫描仪的类型如何，三维激光扫描仪的构造原理都是相似的。三维激光扫描仪的主要构造是由一台高速精确的激光测距仪，配上一组可以引导激光并以均匀角速度扫描的反射棱镜。激光测距仪主动发射激光，同时接受由自然物表面反射的信号从而可以进行测距，针对每一个扫描点可测得测站至扫描点的斜距，再配合扫描的水平和垂直方向角，可以得到每一扫描点与测站的空间相对坐标。如果测站的空间坐标是已知的，则可以求得每一个扫描点的三维坐标。
        3三维激光扫描技术在矿山测量中的应用与研究
        3.1控制标靶数据采集
        此次扫描没有对控制标靶进行精细扫描，而是在扫描的过程中在巷道不同的位置设置了多个黑白标靶;在两个不同测站上，至少应该有3个公共标靶点，且不应该位于同一条直线上;如果设置了4个标靶点，那么它们不应位于同一平面上。在设置标靶时，应注意标靶的位置应保证扫描站点间的通视或不要太集中，同时为每个标靶设置唯一的标识，这样有利于后期处理数据时找出相同点，从而算出改正参数，将若干个站点的点云数据统一到一个坐标系统下。在实际操作中需要在矿井口的控制点上贴纸质标靶，要确保标靶的靶心正对着控制点的标志中心;然后在控制点的附近架设扫描仪，扫描时连同标靶一起扫描;提取标靶靶心的坐标值，通过这样的传导，将地面上的控制点坐标传递到井下，使得井下测量的坐标和矿山开发许可证上的拐点坐标为同一坐标系，从而判定地下矿山开采是否超深越界。
        3.2点云数据采集
        工程采用TrimbleSX10三维激光扫描仪获取点云数据。它集立体测量、摄像和高速3D扫描于一体，在600m范围内可清晰、高速地扫描量测，每秒可获取26600个点云数据。具体技术指标如表1所示。