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首页 > 学术论文库 > 理工论文 有色金属矿山地质测绘中三维激光扫描技术的运用论文

有色金属矿山地质测绘中三维激光扫描技术的运用论文

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2025-07-03 14:49:26    来源:    作者:xuling

摘要:有色金属矿山开采对于地质环境扰动和影响相对较大,因此,很容易会诱发地质灾害,有效落实有色金属矿山地质测绘工作则能够更好的了解有色金属矿山的实际情况,进而对矿产资源开采方案做出有效优化和调整,实现安全生产

  摘要:有色金属矿山开采对于地质环境扰动和影响相对较大,因此,很容易会诱发地质灾害,有效落实有色金属矿山地质测绘工作则能够更好的了解有色金属矿山的实际情况,进而对矿产资源开采方案做出有效优化和调整,实现安全生产,而三维激光扫描技术的有效应用,则可以为有色金属矿山地质测绘工作的高效落实和高质量开展奠定良好的基础和保障。本文也将目光集中于此,主要从三维激光扫描技术在有色金属矿山地质测绘中应用的必要性、应用流程等多个维度展开分析,对地质测绘方案做出有效优化和调整。


  关键词:有色金属矿山;测绘;三维激光扫描技术:应用要点


  随着社会经济的快速发展,对有色金属的需求变得越来越大,消耗量也变得越来越高,在这样的背景下,想要更好的满足市场需求则需要提高有色金属的开采能力和开采效率,地质测绘工作的有效落实则可以帮助相关矿产资源开采企业更好地明确该地区的地质结构,为矿产资源开采方案的优化和调整提供更多的信息参考与数据支持,进而更好地提高资源开采效率并保障施工安全,而在地质测绘工作开展的过程中合理应用三维扫描技术是十分必要的。


  1三维激光扫描技术及在有色金属矿山地质测绘中应用的必要性


  三维激光扫描技术是近几年来才发展起来的一种测绘技术,该种技术是通过激光测距原理的应用收集被测绘区域的反射率信息和三维坐标信息,在此之后配合相应的计算机技术、大数据技术快速整合处理信息生成三维模型,进而为矿产资源开采提供信息参考,提高测绘效率和测绘质量,将三维激光扫描技术应用于有色金属矿山地质测绘中是十分必要的,具体可以从以下几点展开分析。


  首先,有色金属矿山地区的地质结构和地质地形较为复杂,如果采用传统的测绘技术方法需要相关工作人员深入实地来收集测绘数据,一方面,会导致测绘工作落实的安全性无法得到保障,存在较多的安全隐患。另一方面,测绘难度相对较大,且在测绘过程中很容易会因为人力有限出现遗漏或误差,进而无法保障测绘结果的完整性和准确性,而三维激光扫描技术的应用则能够较好的克服这些问题,可通过非接触性测绘方法利用激光扫描器发出激光回波,进而获得准确完整的数据信息,测绘工作在实践落实的过程中受空间限制地势地形限制相对较小。

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       其次,三维激光扫描技术能够与通信技术、计算机技术相互配合达到更好的应用效果,相关工作人员在测绘工作落实的过程中可以将激光扫描装置获得的信息数据实时共享传送到电脑当中,进而获取实时的空间位置数据和表面结构数据等相应的数据信息,同时三维激光扫描技术在实践应用的过程中还可充分发挥大数据技术等相应现代化技术的技术优势,对数据信息进行处理,大大降低数据处理所需要消耗的时间成本。此外,三维激光扫描技术的应用还可以生成三维模型,为后续决策制定、开采方案优化提供更加直观且完整的数据参考。


  最后,三维激光扫描技术在实现应用的过程中其取样速度是相对较快的,在三维激光扫描技术支持下,每次取样后可以将取样值转化为取样数目,这会进一步提高后续制图的效率。现阶段,三维激光扫描技术的取样速度已经从每秒几千点位发展到了每秒几万个点位,因此,其测绘速度相较于传统采样方法发生了质的变化。


  2三维激光扫描技术在有色金属矿山地质测绘中的应用流程


  2.1数据采集分析


  首先,需要做好基础资料的收集和整合,这对于后续测绘方案是否科学会起到至关重要的影响,而在基础资料收集整合的过程中除了需要有效了解有色金属矿山地区的地质、地形、地理位置等相关的信息以外,还需要结合该地区的实际情况做好测区划分,同时在数据资料收集的过程中还需要明确有色金属矿山地质测绘工作落实过程中需要完成的测绘任务,合理设置站点。


  其次,需要加强对站点的监控,并且科学选择站点位置、控制站点距离,避免因为站点数量不足或站点位置设置不科学进而导致测绘结果的准确性、完整性受到较大的影响,在此基础之上,则需要科学选择测绘方法。三维激光扫描技术在实践应用的过程中还可以将其划分为脉冲测距法、激光三角法、相位测距法等不同的技术方法,可结合实际情况来对技术方法做出科学调整和优化,在有色金属矿山测绘过程中多选用脉冲测距法,该种技术方法的取样速度相对较快,可以更好的完成测绘任务。


  再次,在测绘工作落实之前相关工作人员需要做好仪器调试和分析工作,确保仪器设备处于最佳的运行状态,而在仪器调试的过程中需要明确仪器调试顺序,需要先落实相机调试作业,在此之后完成三维激光扫描仪的安装,最后联通计算机,在仪器调试结束之后还需要确定测绘点参量,安装3D激光扫描装置。


  最后,需要通过三维激光扫描的方式获得完整全面的测绘数据,而在扫描的过程中需要注意控制测点密度、聚集密度、扫描器和靶材之间的间距等相应的测绘参数,此外在测绘时还需要控制扫描时间,可将时间数值确定为12min。


  2.2数据处理整合


  在完成地质数据收集工作以后则进入到了数据处理环节和加工环节。


  首先,相关工作人员需要借助相应的数据处理软件来完成对采集数据的坐标转换,并且落实植被过滤、多站点调整等相应工作,在此之后,通过技术方法的科学应用完成噪声隔离、三角网生成等高线、图像匹配等相应的工作内容,做好数据的初步处理。


  其次,需要将处理后的信息数据导入到对象建模中生成三维建模,在此基础之上,需要做好数据校正、整合、分析,在该环节还可通过全波形数字化技术的有效应用对测绘地区的植物辐射数据做出科学调整,在收集地质结构数据的同时有效降低植被对于测绘结果产生的影响。此外,在数据输入和调整的过程中,还通过了影像拼贴的方式来为图像校正、数据校正提供更多的助力。


  最后,通过三角网格和等高线相结合的方式来保证测绘图像的准确性、完整性和清晰度,更好的了解该地区的实际情况,有效克服点分布不均、扫描密度过大、信息混乱等相应问题。在该环节也可以通过GNSS技术的有效应用完成数据的精细的对比,更好的保障测绘数据结果的完整性和可靠性,为定性定量分析提供更多的助力,然后,通过比对等相应作业的开展来进行手工修正并完成地图绘制。

       2.3成果精度评定


  在有色金属矿山地质测绘工作落实的过程中很有可能会因为仪器设备因素、人为操作因素、现场条件因素等多重因素的影响,导致测绘结果出现较大的误差,进而无法为矿产资源开采工作的落实和开展提供更多的信息参考,为了更好的解决这一问题则需要在地图绘制结束以后对测绘结果的精度进行评定和分析,可从以下几个角度着手做出优化和调整。


  首先,需要对平面绝对位置的精确度进行评估和分析,在该项工作落实的过程中可以通过特征点匹配和抽取的方式来落实精确评估工作,配合相应软件实现点云分割,然后通过鲁棒迭代的方式完成近邻点提取匹配,分析平面绝对位置是否准确真实。


  其次,需要从平面相对位置的准确度展开分析落实点云分割和运算,在该环节可通过点云和地图边界与距离的对比分析来测算误差,判断相对精度,进而分析测绘结果的准确性是否满足于相应的标准要求。


  最后,需要对地形图的精准性进行评价,可通过人机交互检查、资料对比分析进行逐一对比,从地理元素、地理标志等多个维度判断地图空间信息的准确性和真实性,及时的发现问题并有效的解决问题。


  3三维激光扫描技术在有色金属矿山地质测绘应用过程中需要注意的问题


  在三维激光扫描技术应用的过程中影响测绘结果准确性、真实性的因素相对较多,在这样的背景下,除了需要明确三维激光扫描技术的应用流程以外,还需要紧抓以下几个技术要点,保障测绘结果准确、真实、可靠。


  第一,在三维激光扫描技术应用的过程中相关工作人员,可以通过扫描器的科学应用配合控制软件画出具体区,域在此基础之上分析扫描过程中的扫描距离,判断取样时间间隔,避免距离过大或扫描时间间隔过短导致测绘结果的准确性受到较大影响。当然这也并不是指在三维激光扫描技术应用的过程中取样时间间隔越大越好,如果取样时间间隔数值过大则意味着资料数据收集的完整性会受到较大的影响,甚至可能会出现数据错误的问题。一般情况下系统会自动计算分析给出距离数值,这时工作人员则可结合自己的工作经验来对距离数值做出适当调整,更好的控制间距和取样间隔时间。


  第二,在三维激光扫描技术应用的过程中扫描仪的视角对于扫描结果和获取的资料也会产生较大的影响,科学选择扫描仪视角十分必要,因为三维激光扫描技术在测绘工作落实的过程中是通过激光获得点云位置,进而获得测绘结果,这时如果角度相对较低、较近则意味着激光很难击中被测区域,进而导致所获得的点云数据不够完整,因此,需要结合实际情况来对扫描仪视角做出科学调整与优化。


  第三,需要落实标志物的选取和分析工作,通过点云重构的方式分析如何在扫描区设置标志,进而更好的提高三维激光扫描的效率和扫描结果的准确性与完整性,在此之后需要引入特殊材料制作的标靶,并在其基座上安装带有磁性的材料,确保其可附着在金属物质上,当然在标志物选取的过程中需要秉承具体问题具体分析的原则,也可以引入纸张标记或引入带水的特殊容器,为后续三维激光扫描工作的开展提供更多的助力和便捷。此外,在标志物选取的过程中还需要注意的一点问题则是科学确定标志物数量,需要保障同一扫描区有三个以上的标识物。


  第四,在三维激光扫描技术应用的过程中应当对于客观环境有较为全面的了解,三维激光扫描技术在实践应用的过程中很容易会受扫描环境影响,进而导致测绘结果的完整性、可靠性受到较大的冲击,为了更好的解决这一问题相关工作人员就需要从温度、平滑条件等多个维度来分析影响扫描结果准确性和可靠性的因素,并分析优化路径和解决方案。此外,在三维激光扫描技术应用的过程中,光线虽然对于扫描数据结果不会产生较大的冲击和影响,但是如果涉及到图像采集问题则很容易会影响图像的准确性和真实性,为此,也需要在扫描环境影响分析的过程中将光线因素考量在内,例如,尽可能避免在背光条件、下雨下雪天气或有大量水蒸气时落实扫描作业,进而让后续数据处理工作面临着较多的问题和困境。此外,如果降雨降雪天气的出现也很容易会导致扫描器进水或主机进水,影响设施设备的正常运转,甚至会出现设施设备故障,带来更大的成本损失。


  第五,在三维激光扫描技术应用的过程中应当科学选取坐标系,结合三维激光扫描系统中的坐标系统以及扫描环境的实际情况,从多个维度、多个角度来对坐标系做出适当调整,这同样也可以为后续数据加工、三维模型建立提供更多的助力和保障,需要引起关注和重视。

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  4三维激光扫描技术在有色金属矿山地质测绘中的应用方向


  4.1构建带开采区域的矿山三维模型


  在有色金属矿产资源开采的过程中因为地质结构相对而言较为复杂,且在开采工作落实的过程中对于地层结构也会产生较大的扰动,因此,极易出现安全事故,在这样的背景下,则需要通过三维激光扫描技术的科学应用来收集更加完整全面的信息数据,为有色金属矿山开采工作的开展提供更多的数据支持和信息参考,通过建立待开采区域的三维模型,来及时的发现影响矿产资源开采安全的因素及在矿产资源开采过程中会出现的安全事故,对开采方案做出有效优化和调整,实现安全生产。此外,在矿产资源开采过程中也可以通过三维激光扫描技术的科学应用,更好的了解和掌握矿产资源开采进度,及时的发现安全问题等各类问题,并对其做出有效处置和解决,例如,可以通过三维激光扫描技术的科学应用建立巷道模型,更好的保障矿产资源开采的安全性。

       4.2矿区开挖体积计算


  如果在有色金属矿产资源开采的过程中涉及到露天开采问题,这时则需要通过三维激光扫描技术的科学应用来对开挖体积进行计算和分析,相关工作人员则可以通过三维激光扫描技术来做好区域特征的识别,在此基础之上,对开挖体积数据进行分析整合。此外,也能够通过三维激光扫描技术的科学应用来构建分时模型,通过对比叠加的方式保障矿区开挖体积计算结果的准确性和真实性,进而为后续开采计划的调整、产量的分析、产能的分析提供更多的助力。


  4.3采空区防治


  在矿产资源开采的过程中需要取出深埋地下的有色金属矿产资源,为人们的生产生活提供资源支持,而在这个过程中则很容易会形成采空区,如果不做好采空区的治理,一方面,会严重破坏该地区的地质环境和生态系统,甚至可能会诱发地质灾害。另一方面,也会对相关作业人员的人身安全产生较大的威胁,为此有效落实采空区防治工作是十分必要的,而这时如果采用传统的测绘技术,相关工作人员一方面在测绘工作开展的过程中面临的问题和困境相对较多,测绘难度相对较大,另外,也会让相关工作人员面临较大的安全风险,因此,需要引入三维激光扫描技术来完成对采空区的精准测量,并落实对采空区的实时监测,更好的了解采空区的实际情况,获得完整的数据之后分析采空区治理方案,力求用最低的成本达到最优的治理效果,在降低作业安全风险、实现安全生产的同时更好地保护生态环境。


  5结语


  三维激光扫描技术在矿山地质测绘中有效应用可获得更加完整全面的信息数据,并有效降低有色金属矿山测绘工作落实过程中所需要消耗的成本和资源,需要引起关注和重视,相关单位需要明确三维激光扫描技术的应用流程,了解三维激光扫描技术在应用过程中的注意事项,加强技术管理和技术控制,在此基础之上,将三维激光扫描技术有效应用于矿山模型构建、矿区开挖体积计算、采空区整理防护等相应工作当中,更好地发挥三维激光扫描技术的技术优势,为矿产资源开采甚至后续的矿山修复工作落实提供更多的信息支持与数据参考,在提高矿产资源开采效率质量的同时保障开采的安全性,并通过建立三维模型提供数据支持,为环境优化方案提供更多的助力,更好的协调经济发展与环境保护之间的矛盾。