激光扫描仪在矿区地形测量运用范文

摘要：三维激光扫描仪在矿山开采及地质勘查中应用较广泛，在勘查数据提取、地理数据提取与绘制、矿产业、变形监测等领域的作用都是巨大的。在矿区地形测量中，与传统的测量技术相比，三维激光扫描技术精度更高、速度更快。本文主要介绍了三维激光扫描仪的工作原理、使用三维激光扫描技术的意义、应用现状、三维数据处理软件及应用三维激光扫描仪在地形测量中的地位。

关键词：三维激光扫描仪；矿区；地形测量；应用

随着现代社会的高速发展，让人们对数据的精确度有了更高的需求。三维激光扫描技术简单易用、更直观，可直接输出人们想要的结果。三维激光扫描技术的应用成为了一种趋势，解决了矿企关于数据方面的难题，节省了大量的资本开销与人力耗费。而且三维激光扫描技术安全、可靠，对人体无害，测量方式更多变。在矿区地形测量方面，不仅提高了工作效率，节约了测量成本，而且让测量更优质和简单。

1三维激光扫描仪的工作原理

三维激光扫描仪利用激光在空气中运动速度恒定的原理，相较于传统测量方法精度更有保证。利用激光运动速度恒定的原理，激光通过扫描仪射在被测物体上，通过反射回来的时间，利用光速计算出被测物体的信息。在矿区地形测量过程中，扫描仪通过快速旋转，反映出被测物体密集的点，通过这些点云数据，可以快速创建出被测物体的图像，包括线、面、体的信息。三维激光扫描仪有着复杂的结构，由激光照射装置、接收装置、时间计数器、马达控制可旋转的滤光镜、控制电路板、微电脑、CCD机以及软件构成。扫描仪与相机的功能类似，只是相机是捕捉物体的色彩及形状，而扫描仪是为了捕捉物体的空间位置坐标。

2使用三维激光扫描技术的意义

2.1三维激光扫描技术的高效率

三维激光扫描技术采集数据更快，体现了其高效率的作业方式。通过旋转，三维激光扫描仪每秒钟可获取成千上万个坐标点，可快速而精准地绘制出被测物体的三维场景图像。另外扫描仪对被测物体表面要求不高，可直接提取数据。另外在数据采集方面，扫描仪改变了数据采集的工作流程。传统的测量方式太过复杂，流程过多，数据杂乱而庞大。这样在采集过程中，容易出现数据混杂的现象，测试人员也更容易出现纰漏，消耗了大量的时间成本和脑力。但是通过三维激光扫描技术，采集数据更方便有效，也更加精准。三维激光扫描技术形式更加丰富，包括手持扫描、车载扫描、船载扫描、记载扫描等。不同的工作场景，利用不同的扫描方式工作更加方便。

2.2三维激光扫描技术更加直观

在传统的数据测量中，数据往往是抽象而不易理解的，由于传统数据测量，只针对几个重要的点，这样就会很片面，如果采集坐标点过多又会出现容易混杂的现象。在三维激光扫描技术中，数据的采集维度更多、更全面，全景数据都被测量，使数据更加直观，让矿区地形数据测量工作人员有身临其境的感觉，工作更加直观有效。

2.3三维激光扫描技术成本更低

三维激光扫描技术相较于传统的数据测量方法，在设备与技术上更加昂贵，但是从长远来看，它的花费远比老式测量方式要少。因为通过其得到的东西，使花费的钱不值一提。三维激光扫描技术由于是全景扫描，这让数据的采集一劳永逸，采集一次就获得了所测目标的全部数据，这大大节省了时间成本，让工作人员不用反复的采集不同的数据。因为三维激光扫描技术软件方面的特点，使数据是全局共享的，让工作人员之间的沟通更加高效，协作起来更加便捷。又因为其高度的精度，大数据的处理模式，让其收集的基础信息品质非凡。这样看起来，三维激光扫描技术是真正的做到了物超所值，不仅大大的提高了数据的精度，而且也让工作人员的协作变得更加简单。

3现如今三维激光扫描技术的应用现状

改革开放以来，国家经济飞速发展，矿区基础设施建设迫在眉睫。比如管道的铺设，要根据地形来选择管道的行进方向。如果通过传统的测量方式作业的话，工作量太过巨大，而三维激光扫描技术直接可以扫描出一个可视的三维图像，地形的变化尽收眼底。测绘与GIS方面的应用。有了三维激光扫描技术的帮助，在地理绘制方面的工作更加得心应手，以解决GIS的问题。解决复杂的规划和管理决策等问题。

4三维数据处理软件的功能

三维激光扫描技术融合了计算机技术的很多特点，与平常的计算机工作模式无异，三维激光扫描仪需要控制软件和处理软件的结合才能正常工作。控制软件是用来控制作业的，工作人员可以在控制软件的帮助下，对工作中的具体内容进行调控，比如制定扫描范围，设定扫描密度等操作。处理软件顾名思义，是为了帮助工作人员处理扫描得来的数据。扫描得来的点云，要通过数据处理软件观看和处理，方便数据可以导入到各类三维软件中。总体来说三维处理软件和一般的处理软件的区别在于，三维处理软件是对三维模型的操作，对数据几何的处理、对数据的渲染形成三维模型、对三维模型的操作更像是对实物的操作。数据处理软件将硬件与数据密切联系起来，对于三维激光扫描仪扫描的数据，需要数据处理软件来处理，同时对于不同的数据，软件也可以将其联系起来。

5三维激光扫描仪在矿区地形测量中的应用现状

因为三维激光扫描仪的方便携带的特点，所以让复杂的地形测量变得更加便利。三维激光扫描仪在矿区地形测量中应用广泛，对被测目标进行快速扫描并绘图，让复杂矿区地质情况在图中更加直观、范围更广，便于操作、便于工作人员制定解决方案。对于高精度、细节化的场景，可以使用手持扫描仪，手持扫描仪便于携带、精度高。车载扫描仪可以对被测目标进行实时的扫描，数据实时更新，节省了资本资源。对于大范围的开阔环境，可以使用机载扫描仪，效率更高。如果是在室内，需要不断地移动，还可以使用推进式扫描仪。三维激光扫描仪的应用，大大提升了工作人员的工作效率。

6结语

改革开放以来，我国科学进步的速度赶超很多资本主义国家，三维扫描方面的研究已达到世界前沿。三维扫描技术无疑已经成为一种趋势。高精度的数据成为社会建设的基础，特别是像中国这种发展中国家，矿产资源大量开采，离不开这种高精技术的支持。

参考文献：

[1]丁孝银,肖昭然.基于三维激光扫描仪的地形变化监测[J].中国设备工程,2018(10):101-103.

作者：柏玉超 单位：云南华联锌铟股份有限公司