我国矿山测量领域三维激光扫描技术的应用现状及存在问题

三维激光扫描作为一种非接触式测量技术,近年来在我国矿山测量领域得到了广泛应用,涉及了矿区边坡监测、露天矿储量管理、地表沉陷监测等方面。结合近年来的相关研究成果,系统分析了我国矿山测量领域三维激光扫描技术的应用现状,并对存在的问题进行了探讨。研究表明：矿山测量工程应用及科学研究中使用的三维激光扫描设备与配套软件以国外进口为主,国产设备与软件较少;从数据采集、处理、成果应用等方面分析,主要存在的问题有采集数据质量不佳、点云数据匹配精度有待提高、点云数据滤波算法精度不高、特殊监测领域的应用成果不明显等。在上述分析的基础上,认为该领域的主要研究方向为：①高精度的空天地一体化数据采集方案,如InSAR、LiDAR、倾斜摄影测量与地面三维激光扫描技术相结合;②具有自主知识产权的点云数据处理软件开发,包括点云数据智能匹配算法、智能化高精度点云数据滤波算法等;③三维激光点云数据后期成果应用,包括面状地物变形监测理论与方法、大数据技术与人工智能技术相结合的三维激光扫描实时动态监测方法。总体来说,进一步推进三维激光扫描技术在我国矿山测量领域的应用,有助于大幅提升相关工程技术人员的空间三维数据处理能力,进而提高工作效率。     

基于三维激光扫描的红层软岩变形及侵蚀量计算研究

针对红层软岩风化较快及上部岩体易产生侵蚀等特点,顾及传统监测方法工序复杂、时间长、效率低、监测难度大等问题,提出采用三维激光扫描技术对岩体进行非接触式变形监测分析的方法.通过三维激光扫描获取红层软岩多期点云数据,并进行配准、滤波、抽稀等数据预处理工作;利用Geomagic系列软件对配准后的多期点云数据进行分析,提取目标侵蚀地形数据,进而计算点云模型与点云数据间的3D、2D偏差,得到不同期数据间的空间位置变化;通过ArcGIS对数据进行处理分析,再使用体积测算方法细化侵蚀严重部位和不同坡向的侵蚀量和速率计算.研究表明:利用三维激光扫描技术对红层软岩进行变形及侵蚀量监测,能够获取地形从高程到体积的变形信息,提前预知软岩发展趋势,对边坡的失稳破坏做出预警,以保证坡下的生产和居民区的安全.     

基于点云数据特征点拼接的建筑物三维重构

随着数字测图的迅速发展,三维激光扫描技术已经应用到更多的领域。文中以中国矿业大学(北京)某办公楼为研究对象,通过三维激光扫描技术获取建筑物点云数据,采用建筑物点云数据特征点拼接方法,运用RISCAN PRO软件和三维建模软件进行了办公楼的三维重构。分析表明:通过建筑物点云数据特征点拼接方法能够提高外业工作效率,拼接精度较高,符合建筑物建模要求。     

Riegl VZ-1000三维激光扫描测量系统在大型露天矿山土石方测量中的应用

依据Riegl VZ-1000三维激光扫描测量系统所采集的点云数据与常规测量方法所获取的测量数据分别采用三角网算法和方格网算法进行露天矿山的采剥体积计算,并对两种计算结果进行比较。结果表明,利用三维激光扫描测量系统获取的矿山点云数据是精准,可靠的,在露天矿山体积测量中三维激光测量技术比传统测量技术更为精确、安全和高效。     

三维激光扫描技术在历史文化街区数据采集中的应用——以昆明市文明街为例

介绍了三维激光扫描技术在历史文化街区数据采集中的应用,以昆明市文明街历史街区为例,从标靶布设、三维点云数据采集、纹理信息采集、固定标靶测试与布设等方面探讨了历史文化街区三维点云数据采集的重点内容、精度要求和采集方法。     

三维激光扫描技术在建筑立面测绘中的应用

三维激光扫描技术被誉为继GPS技术之后测绘界新的技术革命,它广泛应用于测绘行业的各个领域,极大地改善了外业测绘的工作环境,提高了工作效率,但对点云数据的处理和建模一直困扰着测绘技术人员。针对三维激光扫描技术在建筑立面测绘中的应用,简要地阐述了它的一般作业流程和点云处理方法,着重论述利用CloudWorx for AutoCAD插件对点云数据进行快速高效精确地绘制建筑立面图的方法。     

基于三维激光扫描技术在滑坡监测中的应用研究

从三维激光扫描的基本原理和关键技术入手,通过借助三维激光扫描技术获取滑坡监测数据,采用深度图像分割、点云数据匹配、点云过滤等技术手段,对单站扫描数据相对定位、数据绝对定位及拼接,最后获取滑坡的DEM 模型,从而为三维滑坡监测预警得出有益的尝试。     

无人机三维激光扫描技术在大红山铁矿的应用

为精确探测大红山铁矿井下采空区的真实形貌,以大红山铁矿井下II-1头部775-1采空区为研究对象,开展无人机三维激光扫描技术在采空区探测中的工程应用研究。利用无人机三维激光扫描技术灵活测量的特点,弥补了传统采空区三维激光扫描技术获取点云数据失真的弊端。结果表明:经过无人机三维激光扫描技术测量后的点云数据能更真实地展现采空区三维形貌,构建出更精确、更可靠的采空区实测模型。     

基才三维激光扫描技术在滑坡监测中的应用研究

从三维激光扫描的基本原理和关键技术入手,通过借助三维激光扫描技术获取滑坡监测数据,采用深度图像分割、点云数据匹配、点云过滤等技术手段,对单站扫描数据相对定位、数据绝对定位及拼接,最后获取滑坡的DEM模型,从而为三维滑坡监测预警得出有益的尝试。     

基于三维激光扫描技术的建筑物地下室测量方法

现行建筑物地下室测量方法在实际应用中效果不佳,其测量值与实际值相差较大。针对现行方法存在的不足与缺陷,提出基于三维激光扫描技术的建筑物地下室测量方法。通过对建筑物地下室进行三维激光扫描,获取地下室空间点云数据,采用统计滤波算法处理地下室点云数据滤波,利用两站配准方法处理地下室点云数据,建立建筑物地下室三维空间模型,实现基于三维激光扫描技术的建筑物地下室测量。试验表明：该设计方法皮尔逊相关系数大于0.9,能够实现对建筑物地下室的精准测量。本文成果可为地下室测量效率和精度的提升提供一定的借鉴与参考。     

地面三维激光扫描技术在文物测绘中的应用

文中主要介绍了地面三维激光扫描技术的原理与技术流程,以敦煌莫高涅槃窟为例:阐述了点云数据的处理以及对文物的高保真数字三维模型的构建方法,旨在利用地面三维激光扫描技术,探索新技术在文物测绘领域中的应用。     

三维激光扫描技术在国内矿山领域的应用

介绍了三维激光扫描技术在矿山采空区、矿山边坡、矿 山爆破、矿山开采沉陷、矿山储量５个领域的应用现状,着重 分析了实际应用中存在的问题,分析了点云数据获取高质量 化、点云覆盖范围最大化、点云数据处理高精度化的发展趋 势,指出三维激光扫描技术与新型测量技术和人工智能算法 相结合,开发数据处理软件融入矿山数据管理平台是实现智 慧矿山的重要保障.     

利用点云数据进行惠泉变电站三维重建

提出了一种利用激光扫描仪采集的点云数据对建筑物进行快速三维重建的方案。对于待扫描的建筑物,获取从不同角度扫描的激光点云,首先进行相邻扫描站的激光点云自动拼接,生成统一的点云模型,然后再通过点云提取特征线,利用共面条件,提取建筑物框架生成三维模型,最后得出利用三维激光扫描技术可以快速建立三维空间的可视化模型,解决了传统测量仪器和测量方法在变电站等特殊领域的不足的问题。     

三维激光扫描技术在高速公路沉降监测中的应用

三维激光扫描技术通过快速高效地获取海量高精度的点云数据,大大减少现场测量时间,提高工作效率。文中采用三维激光扫描技术和水准测量分别对某一路段高速公路进行沉降观测得出,将三维激光扫描技术应用到高速公路沉降监测具有一定的实用价值。     

基于三维激光扫描技术的地铁隧道结构变形监测应用研究

本文将三维激光扫描监测技术应用于地铁区间隧道结构变形监测,取得了较好的效果。该方法首先采用三维激光扫描仪获取的高密度点云信息提取隧道结构信息;然后通过自动化处理软件实现点云数据的快速处理,自动提取环片的点云;最后利用提取的环片点云对环片错台、水平收敛等结构变形进行分析。本文通过对武汉某地铁项目施工中三维激光扫描应用案例介绍,说明了三维激激光扫描对隧道结构监测的优势。     

基于激光点云的割煤顶板线提取技术研究

激光扫描数据的获取与处理是煤矿智能工作面的关键技术之一。作为监测煤矿采煤机截割轨迹的重要手段,三维激光扫描技术,因其具有非接触、精度高、受烟尘影响小等特点日益受到重视,但由于激光点云数据存在的海量性、离散性、冗余多的特点,实际生产中,目前只能将远程获取工作面三维点云信息,无法利用激光点云数据的空间特征直接提取采煤机割煤顶板线,即无法提供当前刀采煤机截割轨迹的反馈信息。为实时获取和预测采煤机当前刀割煤顶板线位置数据,在基于物探、钻探、巷道素描和激光扫描等数据构建初始透明化工作面的基础上,利用激光扫描仪,实时感知获取煤矿井下综采工作面的激光点云数据,在充分理解激光扫描装置运行原理和激光点云数据特征的前提下,针对三维激光点云存在的数据离散、信息量大、特征提取困难等问题,通过移除离群点、点云滤波、点云切片和基于空间形态的特征点提取等算法,建立了一套完整的工作面三维激光点云的特征提取流程,实现了综采工作面激光点云的割煤顶板线的自动提取,并与基于目视解译法提取的割煤顶板线数据进行对比验证,误差小于0.04 m的点数量占84%,误差小于0.08 m的点数量占96%,验证了该提取采煤机当前刀割煤顶板线...     

Riegl LMS-Z420i三维激光扫描测量系统在土石方测量中的应用

目前,传统的模拟测绘方式逐渐被数字化、信息化测绘方式所代替,先进的测绘仪器和技术以同时满足测绘产品的数据采集效率与精度为目标,三维激光扫描测量系统正是应此趋势出现的产品之一。在效率上,三维激光扫描仪扫描速度可达数万点/s;在精度上,通过对采集的海量点云数据的处理和分析,能直观、真实的显示出测区地形,得到精密的数字高程模型。通过Riegl LMS-Z420i三维激光扫描仪测量系统在项目中的实际应用,探讨了三维激光扫描仪在土石方测量中的技术优势及其发展前景。     

基于三维激光扫描技术的金沙江“11·03”白格堰塞湖应急测绘研究

金沙江“11·03”白格堰塞湖坝体随着水位不断上涨极易发生溃坝,严重威胁着下游公共基础设施和人民 生命财产的安全。利用三维激光扫描技术能非接触式地快速精确获取地质灾害危险区域的三维坐标数据,为地质灾 害应急处置工作提供基础保障性资料。通过将三维激光扫描技术应用到白格堰塞湖的应急抢险工作中,利用快速获 取的高精度点云数据制作地形图,建立坝体及周缘区域精细DEM,概算滑坡方量,结合堰塞湖坝体地形特征辅助进行 排洪斜槽参数设计,为成功排除白格堰塞湖险情提供了重要决策支持。研究表明：利用三维激光扫描技术不仅高效、 高精度地完成了地形测绘工作,通过两期 DEM数据叠加概算得出滑坡方量约 554万 m3,并以此为基础进行了排洪斜 槽参数设计,使得险情得到有效缓解,同时也表明三维激光扫描技术在堰塞湖应急测绘中优势明显,对于今后类似地 质灾害的应急处置工作具有较好的推广和借鉴意义。     

三维激光扫描技术在异形产品表面加工质量检测中的应用

传统的测量手段如全站仪、GPS等都是基于点测量,在面对异形产品表面加工质量检测时显得力不从心。而三维激光扫描仪由于其可以快速高精度获取被测物体表面的三维点云数据,因此该文以某工业产品为实例,在讨论了三维激光扫描技术的原理和误差来源的基础上,通过利用三维激光扫描仪获取产品表面的海量点云数据,然后对点云进行拼接、去噪等预处理,并将点云与设计模型进行对比,以调整产品。实验结果表明,通过三维激光扫描技术可以有针对性的调整产品,提高产品质量,并满足一定精度。     

三维激光扫描技术在矿山巷道变形监测中的应用

文中介绍了近年来被称为实景复制技术的三维激光扫描技术,三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据.因此,可用于获取高精度、高分辨率的数字地形模型.基于其独特的特点,分析了将三维激光扫描技术用在巷道快速变形监测中的可能性,探讨了将该技术应用在山东金岭铁矿召口矿巷道快速变形监测中的作业方法,并对可能出现的问题提出了一些初步的解决办法.