三维激光扫描技术在露天矿转台测量验收中的应用
发布时间：2021-01-03 10:17
作为新兴的测量技术手段,三维激光扫描技术突破了传统的单点测量方法。基于三维激光扫描仪的工作原理,介绍了三维激光扫描技术在测量中的应用流程及数据处理步骤。以某大型露天矿转台测量计算方量为实例,构建三维实体模型,快速获得转台方量,并与传统的全站仪测量高程点构建TIN方法计算方量进行分析比较。结果表明,相比传统全站仪传统测量方法,三维激光扫描技术点云数据更精确直观,提高了作业效率,更具优势,在矿山转台验收测量中具有较好的推广价值。
【文章来源】：现代矿业. 2020年04期
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图１某大型露天采场６＃转台位置??１三维激光扫描仪工作原理简介??传统的全站仪主要是单点精确测量，难以满足建??
名称、扫描仪站点名称、后视点名称、仪器高度、后视??方位角、外界光照强度等。??（６）Ｉ－Ｓｉｔｅ?ＸＲ３可实现水平３６０度全景扫描，但??进行现场局部数据采集时，无需进行全景扫描，所以??可先进行全景预览，然后圈定需要的扫描区域。??（７）?Ｉ－ＳｉｔｅＸＲ３数据采集配有专用的Ｐａｎａｓｏｎｉｃ??ＦＺ－Ｇ１平板电脑，实现扫描仪的无线控制，在数据采??集完成后及时浏览数据，了解数据质量。??３内业处理??基于Ｕｉｔｃｌｉ〇７．０软件平台，通过软件自带的功??能对点云数据（图４）进行去噪、滤波，去除休外孤点??和非连接项，去除不必要的数据，使之更加直观，去噪??结果见图５。??图４去噪前点云数据??４数据结果对比分析??目前，矿山转台测量工作普遍利用全站仪测量，??计算结果长期以来一直被应用于矿山实际生产中。??以５?ｍ为一高程点，选取测得的高程点２００个，导人??相应的软件中，全部高程差值都满足在±３?ｃｍ以内，??可得出三维激光点云数据的高程精度完全满足土方??测Ｍ的精度要求。??本次测量采用的全站仪的型号为ＧＴＳ３３２，采用??光电扫描测角系统，将测得的高程数据导入南方??ＣＡＳＳ６．３，构建ＴＩＮ网，见图６。??将三维激光扫描仪测得的全部点云数据经前期??的数据去噪等操作后，导入相应的内业处理软件Ｉ－??ｓｉｔｄｉ〇７．０，构建的转台ＤＥＭ模型见图７。??图７?６＃转台实体ＤＥＭ模型??将全站仪构建的ＴＩＮ网及三维扫描仪扫描的点??云数据构建的ＤＥＭ模型分别以同一个髙度（０?ｍ）作??为基准面，计算出转台的体积，２种方法得到的各项??指标见表２。??从表２对比来看，若以全站仪测丨ｉＩ
具有举足轻重的作用。??三维激光扫描技术是测绘领域继ＧＰＳ技术之后??诞生的又一次技术革命，又被称为实景复制技术［“３］。??本次主要以６＃转台作为研究对象（图１?），运用三维激??光扫描仪进行数据扫描和内业算量，并与传统测量方??法测量结果进行数据对比，以验证三维激光扫描技术??的精度。??图１某大型露天采场６＃转台位置??１三维激光扫描仪工作原理简介??传统的全站仪主要是单点精确测量，难以满足建??模中的数量、速度以及精度的要求。而三维激光扫描??技术利用激光测距原理（图２），激光发射器发出激光??脉冲信号，经物体表面漫反射后，沿相同的路径反射??传回到接收器，可以计算目标点Ｐ与扫描仪距离Ｓ，??控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观??周兆巍（１９９１—），男，助理工程师，０１４０１０内蒙古包头稀土高新??区曙光路１６号。??４８??测值ａ和纵向扫描角度观测值０，应用三角函数计算??Ｐ点相对坐标为??Ｘｐ?＝?ＳｃｏｓＯｃｏｓａ?，?（１）??ＹＰ?＝?５ｃｏｓ０ｓｉｎａ?，?（２）??Ｚｐ?＝?ＳｓｉｎＯ?．?（３）??图２扫描仪测量的基本原理??采用Ｍａｐｔｅｋｌ－Ｓｉｔｅ?ＸＲ３三维激光测量系统进行??测量。Ｉ－Ｓｉｔｅ?ＸＲ３三维激光扫描仪是一种集成的新型??三维坐标测量仪器，采用非接触式测量技术中的高速??激光测量方式，以点云形式获取地形及复杂物体表面??的阵列式三维数据［４＿７］。扫描仪所采用的工作方式是??脉冲激光测距的方法，可采用三角架架站测量、车载??测量、ＧＰＳ测量等多种方式，十分灵活。三维激光扫??描仪见图３。Ｍａｐｔｅｋ?Ｉ－Ｓｉｔｅ?ＸＲ３三维激光
【参考文献】：
期刊论文
[1]三维激光扫描在土石方量精计算中的应用[J]. 冯晓刚,刘明星,撒利伟,杨鑫,李萌. 地理空间信息. 2015(04)
[2]基于三维激光扫描的露天矿山储量测量研究[J]. 范正岳,徐茂文. 矿山测量. 2014(04)
[3]基于三维激光扫描技术的土方量快速测量[J]. 苏春艳,隋立春. 测绘技术装备. 2014(02)
[4]三维激光扫描在土方计算中的应用[J]. 胡奎. 矿山测量. 2013(01)
[5]地面3维激光扫描仪:现状与发展[J]. 徐进军,张民伟. 测绘通报. 2007(01)
硕士论文
[1]三维激光扫描技术在土石方计算中的应用研究[D]. 王孝敏.西安理工大学 2017
[2]三维激光扫描技术在地面沉降监测中的应用研究[D]. 刘博涛.长安大学 2014
本文编号：2954806
【文章来源】：现代矿业. 2020年04期
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图１某大型露天采场６＃转台位置??１三维激光扫描仪工作原理简介??传统的全站仪主要是单点精确测量，难以满足建??
名称、扫描仪站点名称、后视点名称、仪器高度、后视??方位角、外界光照强度等。??（６）Ｉ－Ｓｉｔｅ?ＸＲ３可实现水平３６０度全景扫描，但??进行现场局部数据采集时，无需进行全景扫描，所以??可先进行全景预览，然后圈定需要的扫描区域。??（７）?Ｉ－ＳｉｔｅＸＲ３数据采集配有专用的Ｐａｎａｓｏｎｉｃ??ＦＺ－Ｇ１平板电脑，实现扫描仪的无线控制，在数据采??集完成后及时浏览数据，了解数据质量。??３内业处理??基于Ｕｉｔｃｌｉ〇７．０软件平台，通过软件自带的功??能对点云数据（图４）进行去噪、滤波，去除休外孤点??和非连接项，去除不必要的数据，使之更加直观，去噪??结果见图５。??图４去噪前点云数据??４数据结果对比分析??目前，矿山转台测量工作普遍利用全站仪测量，??计算结果长期以来一直被应用于矿山实际生产中。??以５?ｍ为一高程点，选取测得的高程点２００个，导人??相应的软件中，全部高程差值都满足在±３?ｃｍ以内，??可得出三维激光点云数据的高程精度完全满足土方??测Ｍ的精度要求。??本次测量采用的全站仪的型号为ＧＴＳ３３２，采用??光电扫描测角系统，将测得的高程数据导入南方??ＣＡＳＳ６．３，构建ＴＩＮ网，见图６。??将三维激光扫描仪测得的全部点云数据经前期??的数据去噪等操作后，导入相应的内业处理软件Ｉ－??ｓｉｔｄｉ〇７．０，构建的转台ＤＥＭ模型见图７。??图７?６＃转台实体ＤＥＭ模型??将全站仪构建的ＴＩＮ网及三维扫描仪扫描的点??云数据构建的ＤＥＭ模型分别以同一个髙度（０?ｍ）作??为基准面，计算出转台的体积，２种方法得到的各项??指标见表２。??从表２对比来看，若以全站仪测丨ｉＩ
具有举足轻重的作用。??三维激光扫描技术是测绘领域继ＧＰＳ技术之后??诞生的又一次技术革命，又被称为实景复制技术［“３］。??本次主要以６＃转台作为研究对象（图１?），运用三维激??光扫描仪进行数据扫描和内业算量，并与传统测量方??法测量结果进行数据对比，以验证三维激光扫描技术??的精度。??图１某大型露天采场６＃转台位置??１三维激光扫描仪工作原理简介??传统的全站仪主要是单点精确测量，难以满足建??模中的数量、速度以及精度的要求。而三维激光扫描??技术利用激光测距原理（图２），激光发射器发出激光??脉冲信号，经物体表面漫反射后，沿相同的路径反射??传回到接收器，可以计算目标点Ｐ与扫描仪距离Ｓ，??控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观??周兆巍（１９９１—），男，助理工程师，０１４０１０内蒙古包头稀土高新??区曙光路１６号。??４８??测值ａ和纵向扫描角度观测值０，应用三角函数计算??Ｐ点相对坐标为??Ｘｐ?＝?ＳｃｏｓＯｃｏｓａ?，?（１）??ＹＰ?＝?５ｃｏｓ０ｓｉｎａ?，?（２）??Ｚｐ?＝?ＳｓｉｎＯ?．?（３）??图２扫描仪测量的基本原理??采用Ｍａｐｔｅｋｌ－Ｓｉｔｅ?ＸＲ３三维激光测量系统进行??测量。Ｉ－Ｓｉｔｅ?ＸＲ３三维激光扫描仪是一种集成的新型??三维坐标测量仪器，采用非接触式测量技术中的高速??激光测量方式，以点云形式获取地形及复杂物体表面??的阵列式三维数据［４＿７］。扫描仪所采用的工作方式是??脉冲激光测距的方法，可采用三角架架站测量、车载??测量、ＧＰＳ测量等多种方式，十分灵活。三维激光扫??描仪见图３。Ｍａｐｔｅｋ?Ｉ－Ｓｉｔｅ?ＸＲ３三维激光
【参考文献】：
期刊论文
[1]三维激光扫描在土石方量精计算中的应用[J]. 冯晓刚,刘明星,撒利伟,杨鑫,李萌. 地理空间信息. 2015(04)
[2]基于三维激光扫描的露天矿山储量测量研究[J]. 范正岳,徐茂文. 矿山测量. 2014(04)
[3]基于三维激光扫描技术的土方量快速测量[J]. 苏春艳,隋立春. 测绘技术装备. 2014(02)
[4]三维激光扫描在土方计算中的应用[J]. 胡奎. 矿山测量. 2013(01)
[5]地面3维激光扫描仪:现状与发展[J]. 徐进军,张民伟. 测绘通报. 2007(01)
硕士论文
[1]三维激光扫描技术在土石方计算中的应用研究[D]. 王孝敏.西安理工大学 2017
[2]三维激光扫描技术在地面沉降监测中的应用研究[D]. 刘博涛.长安大学 2014
本文编号：2954806
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