摘要：为提高矿山地质灾害的治理成效，三维重建技术在矿山地质灾害治理中得到广泛应用。本文通过查阅相关文献资料，对三维重建技术进行了概述，并分析矿山地质灾害类型、三维重建在矿山地质灾害治理中应用的优势及关键作用，最后对三维重建在矿山地质灾害治理中的应用进行探讨，旨在促进矿山地质灾害的有效治理，促进人与自然协调发展。

　　关键词：三维重建；矿山；地质灾害；治理

　　矿山地质环境复杂，易受气候、开采作业等因素的影响。矿山环境保护措施不到位，将加大各种地质灾害的发生率，危害人类的生命安全，同时造成重大经济损失。如何运用科学技术有效治理地质灾害，确保矿山企业安全生产，成为相关人员不懈努力的方向。目前三维重建技术可全面、准确掌握矿山地质灾害的现场状况，在矿山地质灾害治理中，相关人员可将三维重建技术应用其中，充分发挥其整体优势，提高矿山地质灾害治理成效，为相关人员制定科学的治理措施提供重要依据。

　　1概述

　　1.1技术原理

　　三维重建是一种结合数学和计算机的虚拟客观世界的技术，是继矿山测绘技术应用于GPS之后，另一种应用于地质灾害的先进技术，引起了相关研究人员的广泛关注。通过在矿山地质灾害中应用三维重建，相关人员可及时、准确地获取到所测物体表面的三维指标，得到物体反射率，从而获取所测物体的立体化模型数据，在高效率开展测距工作的同时，在最短时间内真实反映所测物体的实际情况。三维重建技术在改变传统矿山测量方式的同时，物体测量更为精准，数据获取方式更为简洁，为我国矿山地质灾害治理工作提供了重要保障。

　　1.2应用领域

　　目前，三维重建技术在我国的各行各业中应用极为广泛，市场中三维重建设备也得到了广泛青睐，并发挥出极为重要的应用价值，其应用领域主要包括物体测绘、工程结构、军事、电影制作与游戏开发、地质灾害等。①物体测绘。在建设水电站、大坝、桥梁、铁路、公路时，相关人员可应用三维重建技术对物体开展模拟测绘的有关工作，为获取精准数据提供重要保障。②工程结构。在改建桥梁的工程中，相关人员可应用三维重建完成桥梁结构测量工作，在获取几何图形的具体空间位置、面积、尺寸的基础上，为桥梁的改建工作提供科学指导。③军事。三维重建可应用在军事领域反恐类行动中，如反恐人员能借助此技术，加强侦查和突击敌方的能力，并应用此技术实现犯罪现场实时监控的目标。④电影制作与游戏开发。在进行电影拍摄时，相关人员可应用此技术完成电影场景的设计工作，在开发网络化虚拟游戏时，也可应用此技术优化开发的各个环节，在提高虚拟影像质量的同时，增强玩家的游戏体验。⑤灾害预防。通过应用三维重建，相关人员可提高对灾害预防的有效性，如在矿山地质灾害治理中，应用三维重建可实现当地地形的有效勘察，现场情况的全面检测，从而为预防策略和治理策略的制定提供科学指导。

　　2矿山地质灾害类型

　　矿山地质灾害为我国地质灾害常见的一种类型，由于我国的国土面积大、分布范围广，因此，地质灾害发生频率高、影响范围广。而矿山地质灾害发生主要原因在于，在开发、开采矿山的环节中，普遍存在随意性、过度性、错误性等开采行为，最终引起泥石流、山体滑坡等一系列灾害，给当地民众生活、生产和生命安全带来了严重影响。就目前而言，矿山地质灾害主要包括崩塌、泥石流及滑坡、过度开采矿产资源等类型。①崩塌。在重力的作用下，矿山周围的地质会突然从高陡坡跳跃、滚落、崩落，或者呈现跳跃、滚落、崩落的趋势，而具有明显倾覆、拉断等特征。崩塌会导致周围居民建筑的严重破坏，从而威胁民众安全，生态环境遭受破坏。②泥石流及滑坡。泥石流是指在决堤、融冰、降雨等人为因素或者自然因素影响下，矿山周围的坡面、沟谷会形成一种含有大量石块、沙、泥土等固体物流体，在破坏环境的同时，威胁民众安全。滑坡指的是在重力的作用下，矿山周围的地质会沿地质面发生向下、向外滑动的现象。滑坡一般具有双重的含义，包括重力滑动的过程、重力滑动堆积体或者地质体。无论是泥石流还是滑坡，都会使矿山区域内部地质结构发生巨大改变，从我国当前实际情况考虑，这主要是由于部分工程项目在前期设计安排、后期建设规划时，没有合理科学地应用社会资源，也没有合理归纳总结自身所具备的资源情况，未择优选择和充分利用适宜的调配方法，从而引起这一灾害。鉴于此，在防治、管理矿山地质灾害时，需有效融合社会资源、自身资源，加大地质灾害预防力度，从而最大限度降低地质灾害带来的负面影响。③过度开采矿产资源。矿产资源是不可再生资源，在过度开采下，会使地面出现沉降。当发生地面沉降时，会严重影响周围的生态环境，在给当地民众带来生活不便、生产弊端的同时，引起各类地质灾害。

　　3三维重建在矿山地质灾害治理中应用的优势及关键作用

　　3.1优势

　　3.1.1节约工作时间

　　在开展矿山地质灾害治理工作时，极易遇到复杂的天气变化，加之不同地区地质情况存在一定差异，会出现难以预料、无法及时察觉等突发事件，从而影响到地质灾害治理的效果。例如，在矿山地质灾害现场极易引发连带性灾害，包括泥石流、地面坍塌和滑坡。因此，在勘察地质灾害现场情况时，需要耗费大量的时间和精力。而三维重建通过应用扫描技术，可实现每秒测量5万点的速度，与传统的扫描技术相比，速度提高了十倍以上，可显著提升相关人员在现场的勘察速度，节省工作时间的同时，提高人员的撤退效率，为其人身安全提供了重要保障。因此，在矿山地质灾害治理中应用三维重建，可实现扫描快、采样速率高、相关人员尽早撤回安全区域的目标。

　　3.1.2打破站位限制实现全景测量

　　在矿山地质灾害治理中应用三维重建，可实现相关人员打破站位限制进行全景测量的目标。在勘察隧道、山体等结构相对复杂的地质时，传统技术会限制并影响相关人员站位，让其在工作中不仅需要考虑测量仪器的距离和位置等情况，而且全程需要考虑自身站位能否获得精准数据，是否影响工作效率等问题。通过应用三维重建，可将仪器放在某个固定位置，从而完成不同角度的全景测量工作，可实现相关人员在同一个地点获取全面、详细的全景数据，进而提高相关人员所获数据的有效性和精准性。

　　3.1.3有效降低数据的处理难度

　　在矿山地质灾害治理中应用三维重建，数据的准确度更高，相关人员可通过分析所获数据，将具有灾害隐患的信息进行存储，并借助地质灾害相关图幅类信息，更为快捷、有效地对地质灾害进行治理。同时，经三维重建处理后的数据，可达到分布均匀、直观清晰的目标，在提高相关人员数据处理便利性的同时，有效降低数据处理和分析的难度，从而缩短灾害治理所需的时间。

　　3.1.4提高相关人员工作安全性

　　就矿山地质灾害治理而言，由于现场实际情况复杂，相关人员在考虑到自身安全的基础上，需避免直接身处灾害发生区域。而应用三维重建，可确保相关人员在非近距离接触灾区基础上，远程获得目标立体点的云坐标，提高数据扫描、数据获取准确性，从而完成远距离提取数据的目标，为远程分析、处理数据提供了科学保障。因此，在采集危险性目标数据的时候，可通过应用三维重建，充分发挥其非接触性优势，完成矿山地质灾害治理指导工作。

　　3.2关键作用

　　3.2.1提高矿山地质灾害治理水平和能力

　　相关研究结果显示，矿山地质灾害和地质结构间存在极为密切的关系，且地质结构主要特征可为矿山地质灾害治理指明相应方向。因此可通过应用三维重建来开展矿山地质灾害治理工作，在探索研究治理策略的过程中，深入研究、全面分析地质灾害形成的各种因素，为提高矿山地质灾害治理能力奠定坚实基础。同时，某地区存在矿山地质灾害的风险，不仅会改变和破坏地质的结构与构造，而且还会严重影响当地自然环境和地下水走向，因此通过应用三维重建，可切实保证测量中所获数据有较高的精准度，为后续相关工作提供可靠资料和数据，在加强三维重建和矿山地质灾害治理联系性的同时，提高矿山地质灾害治理水平，为我国矿山行业平稳发展、经济持续提升提供重要保障。

　　3.2.2加快矿山地质灾害治理的分析进程

　　虽然我国矿山资源极为丰富，但由于南北东西的跨度较大，矿山区域中地质条件的组成、结构较为复杂，因此不同地区地形地貌、地质构造等情况存在极大差异，使得地质灾害类型有所不同。一般而言，若某一区域存在矿山地质灾害，需综合分析、全面讨论此区域内地形、地貌、水文、土壤、地质的构造等情况，查出地质灾害具体的因素，为有效治理提供方向。通过应用三维重建，可详细了解矿山地质灾害地段地形、地貌和水文条件等，在提高地质灾害因素分析准确性的同时，加快矿山地质灾害治理的分析进程，为有序开展地质灾害治理各个工作环节奠定坚实基础。

　　4三维重建在矿山地质灾害治理中的应用

　　4.1采集数据

　　在应用三维重建技术采集矿山地质灾害治理相关数据时，包括选择场地、规划并设置采集航线、采集空中数据和地面数据等内容。在实际应用时，三维重建技术可应用GPS呈现出大地坐标，应用航摄技术从前视、后视、右视、左视、正摄5个不同角度采集原始影像数据，对所测量数据进行及时纠正。为了有效提升采集数据精确性，在应用三维重建进行航摄时，除正摄之外，可将拍摄相机镜头的倾斜度调整为60°,提高照片分辨率。同时，可对像控点进行测量，根据不同高程进行针对性布设，分布更加均匀，从而提高采集数据有效性。

　　4.2处理数据

　　三维重建处理数据的阶段包括预处理、导入、空中测量、三维模型生成四个部分。①预处理。在获取到矿山地质灾害治理相关数据之后，利用三维重建对数据进行预处理，具体操作如下：首先，对POS和影像数据进行检查，看其是否相互对应；其次，对影像数据的清晰性进行仔细检查，看是否存在大范围模糊遮挡等问题。由于三维重建在获取矿山地质数据的过程中，每条拍摄航带所获取地物数据的角度、时间存在一定差异，会导致影像数据的色彩亮度、光线强度有所区别，从而对三维建模精度、效果产生影响，因此需将相关数据进行匀色和匀光处理；最后，三维建模获取的原始数据以WGS84坐标系统存在，则需在考虑矿山地质灾害治理需求的基础上，将其坐标系进行转换。在调整多站点数据时，三维重建可应用RISCANPRO的拼接功能，对多个图片进行拼接，在拟合矿山地质灾害相关图片、数据的同时，确保图片所呈现平差效果更良好。另外，植被过滤技术具备数字全波形处理能力，可在确保光线均匀穿透植被的基础上，获取大量准确性高的数据，在充分发挥其配套软件功能下，可提高内页作业快捷性、方便性，从而获取到更为鲜明、清晰的图像数据，为提升后续生成等高线、三网线图像逼真性奠定坚实基础。②导入。在Smart3D软件中导入相机参数、像控点有关数据、POS数据和图像数据，之后借助三维重建实现数据写入照片的目标。当Smart3D在读取照片的时候，则可对POS数据进行直接读取。③空中测量。在矿山地质灾害治理中应用三维重建进行空中测量时，具体的操作流程为：自动匹配垂直镜头所获影像和倾斜镜头所获影像的连接点，选择密集多影像匹配技术，将获取特征点和同名点匹配起来。之后检测粗点，构建出自由网，将像控点的坐标输入自由网，刺点之后对光束法的区域网进行平差，以平差结果作为依据开展多次调整工作，包括设置参数、调整像控点的刺点位置，直至满足矿山地质灾害治理空中测量需求，最终获取测量的报告结果，为三维重建后续使用。④三维模型生成。三维模型生成的流程包括模型空间的参考系统设置、模型的三维格式和范围设置等。

　　4.3生成成果数据

　　在完成空中测量、矿山地质灾害3D模型、相应正射影像DOM和数字模型DSM之后，可用最终结果生成数据。在提交成果数据后，三维重建可对点云数据进行去噪点处理，从而建成数字高程的模型，为有效提升三维重建在矿山地质灾害治理中的应用成效奠定了坚实基础。

　　4.4绘制横断面图和地形图

　　①绘制横断面图。在Global Mapper软件中导入DSM数据，三维重建相关软件会在参照指定线段需求基础上，自动绘制、生成满足要求的横断面图。②绘制地形图。首先，在三维测图的EPS系统中导入已构建的三维实景模型，借助三维模型采集地形图全要素。在应用EPS系统进行数字化制图时，不要求佩戴立体式眼镜，在确保相关人员可熟练操作的同时，提高了绘制便捷性；其次，在多视角的三维测图一体化系统中，精密重建成像严格关系，以弥补遮挡、视影像视角和分辨率不足等问题，在真三维的环境下实现高精度采集地形、改正屋檐、测量部件、采集地貌等目标，在有效降低矿山地质灾害外业调绘工作强度的同时，确保绘制地形图质量，从而提高灾害治理成效。

　　4.5评定精度

　　①评定三维模型的精细度。在检查模型精细度时，往往选择Pix4d Mapper等软件，通过放大模型和旋转浏览等方式，从不同角度来观察三维模型的各类要素、实景比对三维模型的地物纹理。同时，需按照三维模型的数据规范来判别各项数据要求，若浏览检查之后，三维模型的地理结构完好、各类要素齐全，地物的形状、色泽、纹理和空间位置与矿山地质灾害的实景相符，则精细度满足要求。②评定三维模型的几何精度。几何精度的评定包括高程精度、平面精度两个指标，在评定时需根据矿山地质灾害现场布设的平面点和高程点进行检查。③评定三维模型的高度精度。对比矿山地质灾害区域各类地物实测高度和三维模型的中量高度，评定时可选择手持的测距仪对高度进行准确测量。

　　4.6成果应用

　　在完成上述各项工作的基础上，则可将三维重建的成果应用到矿山地质灾害治理中，包括地质灾害具体原因分析、未来发展走向及该地发生矿山地质灾害的可能性，从而为制定有效预防和控制措施提供科学依据。

　　5结语

　　总而言之，在矿山地质灾害治理中应用三维重建技术，可大幅度降低测量成本，提供的数据更具备准确性、及时性和优质性，为后续数据分析和策略制定提供重要保障。同时需加大对三维重建的研究力度，依据此技术测绘出地质灾害地形图，在科学并精准分析各项数据的基础上，明确矿山地质灾害防控的方向，提高治理水平，从而提高矿山地质灾害治理成效。