山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿山东省烟台市莱州市261417
摘要：矿山测绘技术历史悠久，经过数十年的发展，矿山测绘虽然已经具有一定的机械化水平，但矿山传统测绘技术无法满足目前测绘技术的需求，越来越多的新型测绘技术成为矿山测绘技术发展的前提，三维激光扫描技术成为众多测绘技术中非常重要的一种；数字化矿山建设是实现企业高效高产和安全开采的有效途径，三维激光扫描技术不仅可以建立完整的三维立体模型，还可以真实立体的展现矿山地质地形，是一种全新的技术手段，有利于推进矿山的发展。
关键词：三维激光扫描技术；矿山测量；应用
矿山空间三维信息的获得与传统测量技术相比有较强的实用性，由于三维激光技术采用非接触即可测量技术，特别是在地形复杂的山区可以全天候作业，更加适用于井下作业；三维激光测绘技术获取的是三维信息，可以直观立体的表现矿山的真实形态，用该技术测量的三维云点数据丰富全面，为数字矿山提供优质的数据基础。矿山测绘技术中采用三维激光测绘技术可以充分发挥该技术的优势，随着三维激光技术的发展，成为测绘领域普遍使用的新型测绘技术，有很广阔的未来发展空间。
1技术原理
技术管理是利用极坐标测量有效获取被测对象的空间坐标数据。近些年来，传统扫描方式一般是云计算，通过对物体表面扫描获得具有陈列特点的几何图形三维数据。三维激光扫描设备有效组合了目标激光测距设备与角度测量系统，迅速测量复杂空间现场中的物体，直接获取与激光点密切联系的物体水平方向、斜距和反射强度的相关数据，自行存储和计算，获取点云数据，可以在一千多米的距离中完成测量，并获得每秒十几万的扫描频率，利用TCP/IP协议将扫描数据成功传输至计算机，通过USB数据线将场景图像传输到电脑，然后计算机处理点云数据，联系CAD重新设计被测物体的三维模型。
2矿山测绘的分析
三维激光扫描技术通过扫描实物获取该物体的三维空间数据，在重建该物体的三维模型后成为三维激光扫描技术，该技术通过无接触被测目标标准，可以快速动态、实时自动化的获取目标的三维空间信息数据，比传统测绘技术在精准度和高分辨率方面有很大的提升，三维激光扫描技术主要通过获取测点信息，将散点的坐标组合成三维信息，不需要对实物表面进行处理，得到的数据真实可靠。三维激光扫描技术的使用不仅实现了矿山的精准化管理，工作人员还可以通过网络对矿山的实时信息进行查询，特别是对矿山三维模型进行实时的数据查询，对不同时段的数据模型进行分析，及时发现目标的结构变化和位置移动等情况，为矿山安全有指导作用。
矿山测量工作开展前期需要进行前期控制测量，准确控制测绘技术的精度和设置，三维激光扫描技术作为GPS技术的一种，是目前矿山测绘技术中高精度的新型测绘技术，矿山测量在控制测量中还包括矿山全面控制测量，要求在测量中从整体到局部、分级进行布网的原则，测量控制点采用水准测量和三角高程测量的方法，使用导线测量方法进行全球定位系统定位。建立完善的矿山信息系统是测绘技术开展的重要工作之一，矿山信息系统是根据计算机信息技术设立地理信息系统的存储、维护、统计和管理，在传统测绘技术中因为信息技术不完善，使用技术方法，对测量周期和工作量的增加有很大的挑战。因此需要建立完善的数据库，有助于矿山企业日后的参考使用。
3三维激光扫描技术在矿山测量中的应用分析
3.1在矿山地形及地质测量方面的应用
在矿山工程项目中，其地质、地形相对比较复杂，在测量的过程中亦存在一定的工作难度。因此，地面三维激光扫描系统的使用，在极大程度上降低了测量的工作难度，节省了矿山测量工作人员的测量时间，进而提高了测量的工作效率和工作质量，极大程度的降低了测量过程中存在的危险，在一定程度上保障了矿山工程项目的安全性。例如，在某矿山工程项目中，测量工作人员利用脉冲式的地面三维激光扫描技术进行测量，采集地质、地形及地貌的相关数据信息，并将采集到的数据传输至设备终端，以点云数据的形式进行存储。在设备终端处理器上先将物体的数据转化为点云数据，再结合杂音消除、多视角对齐、数据简化及多视图三维重建的方式，逐步将物体影像展示出来。在此过程中，三维激光扫描技术的使用充分体现了现代技术的信息化、数字化，实现了信息化与数字化的相互转变。因此，在矿山地形及地质的测量方面，三维激光扫描技术的应用，大大降低了矿山的测量成本，同时还提高了测量精度，进而推动了三维激光扫描技术的应用发展。
3.2在矿山井下测量方面的应用
矿山井下测量工作是一项具有较强隐蔽性、不确定性、危险性的矿山测量工程，在测量的过程中极易受到井下诸多因素的影响，进而极大程度地限制了井下测量数据的真实性、客观性、有效性和准确性，使得井下测量工作的相关人员及技术受到了国家及相关单位的高度重视。因此，随着三维激光扫描技术的发展以及在矿山测量工作中的成功应用，推动了其在矿山井下测量工作中的开展。
在某矿山井下的测量工作中，采用三维激光扫描技术，分别进行现场踏勘、扫描实施来获取数据，同时配合点云数据预处理、点云拼接、数据建模和三维模型建立等主要程序，进而实现对矿山井下情况进行实地测量，保障井下数据的真实和可靠。例如，在某工程中，采用三维激光扫描技术对井下情况进行测量，从数据采集到相应的成果分析发现：三维激光扫描技术实现全面地测量了矿山的井下情况，成功预防了井下施工安全事故的发生，提高了井下工作者的生命安全等级，保障了矿山开采的经济效益。
3.3在矿山土方测量方面的应用
在矿山的开采过程中，大量的废土挖出，就有一定的废土需要进行堆积，矿山工程开采完成后，废弃土方又需要进行运输和转移。因此，在矿山的土方测量中，三维激光扫描技术具有良好的市场前景。在矿山土方测量中，三维激光扫描技术以矿山或土方为主要测量对象，采用以时间测距的形式来完成物体空间位置的确定，以特定的计算形式来确认物体的实际距离和大小，主要程序包括：数据采集、点云数据的处理、土方量计算。通常情况下，矿山土方的测量一般会选取基于脉冲式的地面三维激光扫描系统，以地面的信号反射为基础，脉冲式信号为条件，分别获取物体三维空间中的点位坐标，同时结合三维立体影像来实景转化，进而获得矿山的实际土方数量。例如：在某工程的土方测量中，主要采用基于脉冲式的地面三维激光扫描技术，其以激光二极管来实现周期性的脉冲发射，并由探测器来接受反射信号，在精准时钟的配合下实现了发射信号与反射信号的时间差计算，在特定计算规则下，成功得出了土方的具体数据，进而准确计算了运输车辆，节省了大量的运输成本和时间，降低了人力、物力和财力的消耗，提高了相关人员及设备的工作质量和工作效率，为相关工程的土方测量提供了一种高效、快捷、方便的解决方案，推动了三维激光扫描技术的发展。
结论
在矿山工程中，测量工作是贯彻整个工程的重点工作。前期的地形地质、矿山矿井等的测量，施工过程中矿井、矿坑、矿土等的测量，采矿完成后相应土方、矿井等的测量，以及整个工程中的应急预案等都可以采用三维激光扫描技术，同时，结合三维激光扫描技术的高精确度、高准确度、高效快捷、高采样率、高分辨率的使用特性，拓展了其在矿山工程测量方面的应用前景，提升了三维激光扫描技术的市场应用价值，推动了矿山事业的长远发展。
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作者简介：
李海龙（1989.04），性别：男，籍贯：山东省蒙阴县，学历：本科，职称：工程师，研究方向：金属矿山工程测量。