摘要：在矿产资源开发利用中，测绘工作是非常基础的，为矿山各项工程建设提供了数据支撑，保障矿产资源开采人员的生命安全，为矿山开采企业带来更大的经济效益。从矿山测绘而言，其可以使用的测绘技术非常多，但是不同测绘技术对资源需求、测绘区域条件、测绘方案、测绘时间等存在差异，如果没有使用最佳的测绘技术，很大程度影响到测绘精度，增大矿山建设的安全隐患，最终阻碍矿产资源的有效开展。而3D激光扫描技术是当前科学技术发展后形成的，具有诸多优势，通过将其运用到矿山测绘中，能够提升测绘工作效率和质量，以此确保矿山建设的安全稳定。因此，在矿山测绘中，应当认识到3D激光扫描技术的使用价值，结合矿山区域具体情况，制定科学合理的测绘方案，逐步掌握矿区的整体情况，形成矿山3D模型，为矿山建设工作提供数据支撑。本文通过研究3D激光扫描技术概述，分析了矿山测绘，对3D激光扫描技术在矿山测绘中的具体应用进行全面剖析。

　　关键词：3D激光扫描技术；矿山测绘；三维立体化

　　在国民经济持续增长中，矿山测绘技术得到更大发展，促使测绘工作的机械化水平越来越高。当前，矿山企业对测绘工作越来越重视，并且提出更高的测绘要求，导致传统测绘技术无法达到矿山测绘工作要求。基于这种情况，现代测绘技术开始发展，而3D激光扫描技术是其重要组成部分，因其具有工作效率高、自动化程度高、信息采集动态化等优势，开始在测绘工作中得到广泛使用。在矿山测绘工作中，将3D激光扫描技术进行使用，能够掌握矿山各个方面的情况，保障矿山资源开采的安全性，也提升矿产资源开采效率。此外，现阶段大部分矿山都开始进行数字化建设，更加需要3D激光扫描技术发挥作用。通过对3D激光扫描技术应用后，可以构建3D立体模型，直观呈现矿山地质地貌，为后续各项工作开展提供良好的基础。因此，在矿山测绘过程中，需要充分发挥3D激光扫描技术的作用，逐步掌握全面的矿山地质地貌情况，依托形成的3D模型，为矿山管理工作提供便利，持续增强矿山建设的水平。

　　1 3D激光扫描技术概述

　　3D激光扫描技术也称为3D实景复制技术，可以对实景进行全面性、精确性的重建，将光、机、电等一体化，可以在很短时间完成测绘工作，掌握测绘区域的建筑物、地形地貌等3D空间位置。这种技术测绘原理是激光测距。3D激光扫描技术在使用中，是不需要对测绘目标进行直接接触，其测绘速度快，借助点云数据呈现测绘物体的几何特点。这种技术在应用中，其自带发射激光的能力，并且发射形成的激光，依托旋转镜头的作用，能够按照扫描目标所在位置进行旋转，只要和扫描目标接触，激光就会发射回扫描仪器，并且借助自带的计算系统对发射时间长短进行计算，以此掌握扫描物体和扫描点的距离。在扫描仪器使用中，只需要发挥内直角的作用，就可以掌握激光的各个角度，从而获得扫描目标的具体位置坐标。此外，该技术也能对三维坐标进行明确，计算出相应的发射强度数值，从而得到精确的发射率。一般情况下，数码相机是在扫描仪器内部，能够结合扫描需求进行使用，高效率获取相应的数据，并且灵活选择信息获取方式，如扫描、拍照等，掌握扫描目标的三维坐标，也能得到扫描物体的发射率和色彩。因此，3D激光扫描技术在国内外应用普遍，主要使用在三维地面景观测量、地形测绘、体积计算等领域中。

　　从3D激光扫描技术具体应用可知，其技术特点体现在四个方面。①该技术在使用中，有着很高的工作效率，体现很好的自动化程度，基本上很短时间就可以完成测绘工作，以此对远距离测绘目前进行精确测绘。②该技术呈现动态性、实时性等特点，与移动端设备可以连接，只需要使用手机、电脑等移动端设备就可以完成测绘工作。③该技术在使用中，有着很高的精度，也体现数字化特点，将其在测绘中使用，可以实现精确定位，也为后续矿山开采工作提供数据支撑。④该技术在使用中，能够对多种信息进行采集，也能适应各种环境，并且依托无人机、机器人等，对测绘目标进行精确测量，以此掌握全面的数据信息。

　　2矿山测绘分析

　　3D激光扫描技术在使用中，应当对测绘目标进行扫描，掌握测绘物体的三维空间数据，并且依托测绘物体的三维模型，可以为其他工作开展提供便利。这种技术应用中，与被测物体不需要直接接触，就可以对被测物体的三维空间数据进行采集，也能实时自动化传递，与以往使用的测绘技术比较，3D激光扫描技术精度更高，也有着很高的分辨率。3D激光扫描技术在被测目标信息采集中，应当使用三散点坐标组合成三维信息，在该过程中，不用对被测物体表面处理，就可以掌握真实可靠的数据。当前，在我国矿山行业中，3D激光扫描技术得到更大应用，推动了精准化管理实施，并且管理人员、开采人员等使用网络平台，就可以对矿山具体情况掌握，特别是精确掌握矿山3D模型、对于每个阶段采集的数据，也需要进行分析，既可以掌握被测目标的变化情况，也可以对位置精度进行提升，为后续矿山资源开采提供便利。

　　在矿山测绘中，需要对前期工作进行重点把握，勘查人员只需要对测量工作进行科学合理控制，对测绘技术精度进行有效掌握。3D激光扫描技术在实际使用中，其本身也是GPS的重要组成部分，也是现阶段矿山测绘技术中，精度最高的测绘技术。在矿山测绘中，测绘人员也可以使用手机对测绘工作进行控制，并且按照整体层面对局部层面进行布网。一般情况下，测绘控制点可以使用多种方式，如水准测量方式、三角高程测量方式等，并且使用导线测量，以此对被测目标进行精确定位。

　　在矿山测绘工作中，应当加快信息技术的使用，构建健全的矿山信息系统，为测绘工作提供数据保存、共享的功能。以往测绘技术使用中，往往因信息技术使用不合理，导致测绘工作效率不高，也增大测绘工作任务量。基于这种情况，为保障3D激光扫描技术高效使用，应当建立健全数据库，将测绘工作掌握的数据资料输入系统，为矿山开采工作提供数据支撑，以此提升矿山建设水平。因此，在矿山测绘工作中，应当重视3D激光扫描技术的使用价值，结合矿区当前的情况，制定3D激光扫描技术使用的方案，采集矿区的整体情况，依托采集数据构建三维模型，为矿区各项管理工作便利，以此推动矿山开采效益提升。此外，这种技术在使用中，也能对矿山区域进行实时监控，通过对不同期间数据的比对，找出其中存在异常变化的区域，有利于预测矿区地质灾害的发生概率，也可以保障矿区开采安全，以此实现矿山管理的经济效益。

　　3 3D激光扫描技术在矿山测绘中的具体应用

　　本文研究的矿山位于东南沿海地区，矿区与城区距离15km，整个矿区面积是4.56km2，与国道和高速公路距离1.5km，交通非常便利。基于矿区资源开采数量和生态环境保护的要求，选择3D激光扫描技术对采空区域测绘，结合勘查过程掌握的精确数据，对采空区域具体体积大小进行掌握，并且依托采集的各项数据资料，绘制了采空区域的三维模型，为矿区资源开采和安全管理奠定数据支撑。

　　3.1采空区控制网布设

　　该技术在具体应用中，应当重视采空区域控制网布设工作，依托测绘技术掌握的坐标，将其一一纳入到一个坐标体系中，使用测绘系统设计的控制点与采空区域进行融合，并且结合扫描过程得到的公共标靶对其中涉及的点云数据进行使用，确保坐标数据实现完整性。此外，在该项工作开展中，需要充分发挥全站仪的功能，保障控制点布设工作得到顺利开展。

　　3.2 3D激光扫描

　　在研究区域测绘中，选择使用徕卡3D激光扫描仪，对各个采空区进行分别扫描。一般情况下，每个站都需要设置三个标靶，每站扫描中都要将三个标靶一同扫描，也需要找出其中存在的几何中心，促使三个标靶扫描数据的独立坐标系统中形成一一对应的关系，也要将三个标靶的几何中心作为公共点，在后续内业数据融入中，将各个区域的点云数据与独立坐标系统一同转换到地方坐标系统中。测绘人员要对三维激光扫描技术进行合理利用，为了对露天矿开挖具体情况有正确了解，对于目标区域要定时做好扫描工作，将获取的数据信息作为主要依据。利用相应的模型，将各个时期数据情况更加直观展现出来。与此同时，做好叠加研究工作，这样可以对某一阶段的变化特点有正确认识，开挖体积计算的精准性得以保障，为后续矿山开采工作的落实打下良好基础。

　　3.3内业数据处理

　　在测绘过程中，内业数据处理包括数据拼接、数据抽稀、虚拟测量等内容。从具体层面而言，是三个方面组成。①在测绘过程中，扫描仪采集了诸多数据，应当使用扫描仪控制软件对数据拼接，使用外业对标靶、全站仪等位置坐标进行明确，逐步对各个站中的点云数据拼接，以此避免评价误差大于2mm。②3D激光扫描采集的点云数据很多，通常称为海量数据，这种数据规模只能在特定软件中进行处理，但是现阶段使用的CAD和测绘软件都是无法很好处理点云数据。因此，在点云数据使用中，应当先对其进行抽稀处理，再按照抽稀要求的数据开展分析工作，既可以保障点云数据的精确性，也可以解决大规模数据产生的滞后处理问题。③在数据抽稀后，应当将其作为原始数据，使用cyclone和geomagic专业软件生成TIN模型。在三维模型支撑中，能够确保采空区体积、断面等合理计算，也可以对等高线进行增强，满足各种工作需求。以该项目为例，得出其中一个采空区面积是18139.38m2。

　　3.4矿区管理三维立体化

　　在矿区管理中，追求精细化管理，更加需要使用3D激光扫描技术，获取矿区三维模型，为管理工作提供便利。在实际使用中，应当从两个方面出发。

　　第一，构建矿区地表三维模型。在该工作落实中，需要采取3D激光扫描技术的使用，掌握更多真实性、可靠性的数据信息，并且对矿区当前的建筑设施进行测绘，获取相应的点云数据，最大程度上增强数据精确度，为三维模型创建奠定良好的基础。针对专门软件，也需要对其进行高效利用，并且对大部分模型使用情况明确，保障测绘信息供给数量充足，这对矿山管理工作产生重大的积极影响。在模型构建中，应当将索引目录融入到其中，也为其他人员使用提供便利。如果在其他工作开展中，想要对其中的数据进行使用，直接按照索引进行查找，就可以很快掌握相关数据，以此推动矿山数字化建设进程。

　　第二，矿区巷道情况呈现。3D激光扫描技术使用中，可以将巷道具体情况掌握，并且也对巷道存在的微小变化掌握。在采集点云数据中，需要对三维模型构建，将巷道情况直观性呈现给开采人员、管理人员等。通过对巷道具体情况的掌握，增强矿山各类人员对巷道的了解程度，而且巷道中使用各类机械设备，也可以使用3D激光扫描技术进行扫描，确保模型构建工作的顺利开展，保障矿山工作人员对机械设备的全面掌控。一般情况下，巷道模型处于立体层上，对人员位置进行明确，以确保开采人员对巷道情况掌握。基于这种情况，使用各类模型的建立，对监测过程作出明确要求，一旦出现问题后，能够及时预警，也可以直观性呈现出现问题的情况。此外，在矿山管理中，对三维立体模型进行使用，为安全教育工作开展提供了良好的培训依据，促使工作人员专业素质持续提升，逐步掌握更多的安全知识，以此提升矿山安全管理水平。针对矿山各个环节的工作，都要掌握其中的重点和注意事项，并且形成正确认识，以此保障各项工作顺利开展。

　　3.5技术应用成效

　　在该测绘项目测绘工作中，使用了3D激光扫描技术，产生很好的应用成效。①在该项目测绘中，使用3D激光扫描技术能够采集到高密度数据，并且设置采样间隔是水平3cm、竖直2cm，以此掌握采空区的具体情况。另外，在扫描工作中，选择了徕卡三维扫描仪器，能够满足水平360°、竖直270°扫描测绘区域，解决了以往测绘工作存在的问题。②徕卡三维扫描仪可以最大扫描5000点，扫描距离是300m，其扫描效率高、精度高等特点，提升测绘工作的效率，减轻扫描人员的工作压力。③3D激光扫描仪在采集点云数据中，能够将三维空间呈现数字化特点，也可以采取多种软件掌握真实性、精确性的测绘成果。④在3D激光扫描技术使用中，能够保障3D信息的真实性，但是需要对扫描数据进行深度分析，才能产生更大的应用能力。如，矿山巷道及采空区3D激光扫描中，应当对巷道、采空区面积和体积进行计算，逐步掌握矿山3D实体模型，将矿山资源、岩层、各个完成的巷道、采空区等直观性呈现，也便于开展采空设计。通过对不同时期获取的扫描数据进行分析，能够掌握地下工程的微小变化量，以此更好掌握矿区存在的安全隐患。在扫描数据输入arcgis、mapgis等地理信息软件中，因其有着很好的空间分析能力，能够为矿井设计和灾害躲避线路进行合理设计，以此保障矿山开采人员的生命安全。

　　4结语

　　在矿山建设中，测绘是最为基础的工作，对矿山建筑质量、开采安全等方面带来重大影响。一直以来测绘工作都是矿山建设的重点，也采取了诸多测绘技术进行使用，但是以往测绘技术受外部因素的影响，导致测绘工作质量和效率无法保障，甚至对后续开采工作带来安全隐患，威胁到开采人员及设备的安全。然而，3D激光扫描技术具有测绘速度快、实时性强、精度高等优势，能够很好地掌握矿山三维场景数据，弥补了传统测绘技术的缺陷，为矿山测绘提供了新的三维测量手段，促使测绘结果得到多方面的使用。虽然现阶段3D激光扫描技术在矿山测绘使用处于初步阶段，但因其具备的独特技术优势，将成为矿山测绘技术发展的新方向，为矿山精细化管理、数字化建设等方面提供了技术支撑。因此，在矿山测绘中，应当利用3D激光扫描技术的优势，从采空区控制网布设、3D激光扫描、内业数据处理、矿区管理三维立体化等层面出发，确保测绘工作科学合理落实，进一步提升测绘数据的精度，以此推动矿山管理水平提升。