三维激光扫描技术在矿山测绘的应用研究

矿山开采测绘领域合理运用三维激光扫描技术获取相关数据,可作为矿山生产的参考,从而提高矿山测绘工作质量。本文全面介绍了该技术的优势、工作原理、特点、基本应用流程,具体分析了在矿山测绘领域中关于三维激光扫描技术的应用情况。主要涉及数字化治理采空区、采集与处理数据、统计矿区开挖体积、计算Web点云、进行立体化建模等方面。     

复杂采空区激光扫描拼合散乱点云球面投影三角剖分算法

利用三维激光扫描技术对采空区进行探测以建立三维可视化模型,从而准确获取其三维空间位置和形态,是矿山采空区事故隐患综合治理工作中的重要环节.但由于采空区形态复杂,往往需要从多个方位对其进行多次探测才能准确获取采空区完整的三维形态.如何对多次探测点云数据拼合后的散乱点云构建三角网格模型,是实现复杂采空区三维探测建模的关键.本文提出了采空区激光扫描拼合散乱点云数据球面投影三角剖分生长算法,首先选定球心将原位点云投影到球面上得到投影点云,然后对投影点云进行三角剖分,最后将投影点云三角网空间拓扑关系还原到原位点云,从而构建复杂采空区三角网模型.为了有效实现算法,研究了球面投影参数设定、XYZ三向单元栅格点云搜索策略、三角形生成规则、优势顶点边界切分策略、边界闭合策略、不规则三角形优化策略等多种方法.实际应用表明,所研究的算法能够生成优质的采空区三角网模型,为实现复杂采空区三维精确建模及可视化管理提供了重要技术支持.      

三维矿体模型的交互构建与应用

利用已有的地质资料实现三维矿体精确模型的构建和可视化是数字矿山建设过程中的关键技术之一。介绍了添加直线段或曲线段控制轮廓线拼接,添加过渡面控制轮廓线分支,综合中段图、剖面图等多图件约束矿体边界的人工交互建模的方法,并依据地质规律建立三维矿体的线框模型。通过对矿体模型进行编辑,删除重复点、面,并进行自相交检测等操作,建立三维矿体的半边结构模型,修复模型的拓扑关系,根据顶点平坦度进行模型自适应细分,最终建立三维矿体的精确模型。以某矿区为工程应用实例,构建整个矿区的三维矿体模型,结果表明,采用人工交互建模方法构建的矿体模型空间形态更真实,显示效果好,可供同类型矿山参考借鉴。     

基于三维点云进行建筑信息模型构建的应用与研究

目前,三维激光技术的出现已经为空间三维信息的获取提供了全新的技术手段,为信息数字化发展提供了必要的生存条件。利用三维激光扫描仪获取的点云数据构建实体三维景观时,能够完整并高精度地重建扫描实物数据。本文主要通过AutoCAD Map 3D软件,以复杂实体点云数据和CAD地形图为基础,制作了三维场景。并阐述在AutoCAD Map 3D环境下建筑物点云数据建模及属性信息的建立,最终实现了三维场景的浏览和属性信息查询的功能。     

基于摄影测量技术的矿石物料称重系统研究

针对矿山运矿物料称重问题,研究了一种基于摄影测量技术的矿石物料称重系统。该系统的首要难点是矿石立体模型的构建,针对构建矿石立体模型问题,研究了一种基于摄影技术的构建方法,其三维重建原理是采用深度相机实现的。首先需要建立深度相机坐标系与世界坐标系,将相机获取的图片像素点通过坐标转换关系从相机坐标转换为世界坐标,再通过深度相机得到的RGB图以及深度图像,利用两幅图之间存在着像素点的对应关系获取视差图,采用空间三角测量原理,便能够计算得到三维点云数据,通过点云数据构建矿石的立体模型。     

花山冲矿区数字化三维地质建模及建设规划

为实现对矿区地质资源量的统计,对花山冲矿区开展了数字化三维地质建模及建设规划的研究.通过获取花山冲矿区地质数据,设计了融合地质数据的数字化三维地质模型构建流程;基于矿区储量统计,建设规划花山冲矿区,完成建模与建设规划的研究.通过实例应用分析证明,提出的建模方法可以实现矿区资源量的统计,且具有较高的准确度.     

基于3DMine软件的复杂矿体三维建模及储量估算

数字矿山的核心任务之一是构建集成化的矿山真三维模型,其难点则是建立精确、完整的三维地质模型,即矿体建模和储量估算.为快捷地建立三维模型并能在其上进行开采设计及查明矿床资源储量,提出了基于3DMine软件的三维矿体建模及储量估算方法. 首先依据地质资料和钻孔数据建立了地质数据库和三维地表/矿体模型;然后将矿体模型分解离散为矿块组合模型,采用距离幂次反比法估算矿山资源储量.结果表明:软件可便捷地构建直观反映矿体形状、大小及矿体与储量块体空间相关性、连续性的真三维模型,并且能够为矿山设计与规划提供操作平台;与传统地质块段法相比,对样品点进行无偏估计的距离幂次反比法在软件上易于实现且结果较为可靠.      

GOCAD在赛博铜矿区三维地质建模中的应用

地质调查由浅入深已成未来发展趋势。构建三维地质模型可以了解矿区结构矿架,直观地展示地质体空间展布与相互关系,并在此基础上进行矿产的三维预测研究。本文通过GOCAD软件,以钻孔数据为建模数据源对赛博铜矿区进行三维模型构建。通过获取的初步地质模型成果为后续结合地球物理数据构建更精细的三维地质模型奠定了基础。     

三维激光扫描与GPS在尾矿坝监测的应用分析

三维激光扫描技术是国际上近期发展的一项高新技术,是基于面的数据采集方式,三维激光扫描获得的原始数据是点云数据。通过激光测距原理(包括脉冲激光和相位激光),瞬时测得空间物体的点云数据,利用三维激光扫描技术获取的空间点云数据,可快速建立结构复杂、不规则的场景的三维可视化模型,通过三维可视化模型可以获取任一点的三维坐标,既省时又省力。可视化模型结合GPS定位技术,通过坐标转换可以实现对尾矿坝高效率、高精度和非接触性的变形监测。     

基于倾斜摄影测量技术的矿山地形实景三维建模研究

由于原有三维建模方法建立了矿山地形实景三维模型分辨率较低,为此提出基于倾斜摄影测量技术的矿山地形实景三维建模研究。通过对测量仪器设备选型以及技术参数设定,利用倾斜摄影测量技术对矿山地形实景三维数据进行采集;对采集到的数据进行归一化处理,为三维模型建立提供数据支持;采用GeoIPAS V3.2软件对数据进行网格化生成,以此完成矿山地形实景三维建模。经实验证明,此次提出的建模方法建立的三维模型分辨率高于传统方法。     

多规格石高强度开采矿山开拓系统的三维规划设计与施工

为了保障多规格石高强度开采矿山的石料供需平衡和安全高效生产,利用三维数字矿山软件进行矿山开拓系统的规划设计与施工监管。以舟山绿色石化基地大、小鱼山岛多规格石高强度开采工程为背景,采用3Dmine软件建立了矿区的三维数字表面模型,并进行了运输道路优化设计、开拓工程量计算等,最后进行动画模拟,分析露天矿山开拓系统的车—路协同效果,确保满足工程施工强度要求。实践表明：生成的开拓系统设计可视性好,有助于采场合理布局和石料科学调配,为多规格石的高强度开采施工奠定了技术基础。利用3Dmine数字矿山软件,设计多规格石高强度开采矿山的三维开拓系统,并将其应用于现场施工,有助于保障多规格石的供需平衡调配和矿山持续高效的生产管理。     

三维激光扫描仪在玉龙地质工作中的应用

玉龙铜矿之前采用传统方式进行平台编录,受雨雪天气、边坡稳定性、RTK信号强弱影响,编录及时性受到一定影响。而三维激光扫描仪采用非接触式高速激光的测量方式,在复杂的现场和危险地段对被测矿、岩进行快速扫描测量,获得点云数据。海量点云数据经过三维重构可以再现矿山开采现状,区分矿岩界限,为生产计划的调整提供高精度原始数据,提高了地质编录的及时性,同时确保人员的安全。     

Surpac软件在三山岛金矿的应用

利用国际矿业软件Surpac建立三山岛金矿地质数据库,实现了三山岛金矿矿体、断层及井巷工程等地下空间体的三维可视化,推动了三山岛金矿的矿山数字化建设.本次研究将探矿工程、矿体、相关地质体及采矿工程系统等模型化,并复合在一起使其立体化显示,对于提高矿山企业的技术能力和管理水平有很大的帮助.同时,通过建立实体模型,提高了矿...     

三维激光扫描技术在地下巷道岩体结构面识别的应用

为了精确获取地下巷道的结构面信息,基于三维激光扫描技术,开展地下矿山巷道岩体结构面探测及识别研究.阐述了三维激光扫描系统及其原理、点云数据收集与处理、结构面信息提取的工作流程,并在云南锡业股份有限公司卡房分公司大白岩区域Ⅰ-51#矿群的1430 m、1440 m和1450 m水平主巷道开展了三维激光扫描与结构面信息提取...     

基于DIMINE软件的采矿方法真三维设计研究与实现

研究了数字矿山建设过程中采矿方法真三维设计实现的关键技术问题,分析了采矿方法真三维设计在数字矿山建设过程中的意义,文章借助于DIMINE矿山软件实现了矿山采矿方法真三维设计。结果表明,在矿山采矿方法设计中,应用可视化真三维技术不仅十分必要,而且完全可行,它突破了传统的设计模式和方法,极大提高了采矿方法设计的工作效率,使采矿方法的设计更加直观、形象、容易理解,在今后的应用前景必将越来越广泛。     

多层缓倾薄矿群竖井位置的三维协同设计

针对传统二维开拓设计模式存在的设计效率低、工作量大和竖井最优参考位置难以确定等问题,开展竖井位置的三维协同设计研究.以广西华锡集团铜坑锌多金属矿为例,从协同开采理念出发,构建由矿量与矿体埋深相结合的三维运输功计算模型;借助三维矿业软件对岩石移动范围进行圈定并给出竖井开拓初选方案;采用集对分析同一度法,以安全性、资源利用...     

基于LoRa和物联网技术的矿井环境监测系统设计

矿山井下环境特殊,且开采过程常伴随有毒有害气体,在对此类环境参数进行采集与传输时,常用无线通信技术存在通信距离短和抗干扰差的弊端。为解决此问题,设计了一套基于LoRa和物联网技术的矿井环境监测系统,对井下环境进行实时监测,并通过LoRa模块进行传输。监测系统包括数据采集端、汇总终端和数据监测平台3个部分,数据监测平台包括云平台和微信小程序。数据采集端搭配环境多传感器,通过布置多个LoRa中继节点传输监测点数据,实现较长距离无线传输,汇总终端将数据处理后通过WIFI发送至云平台,微信小程序数据通过调用云平台数据得到,最终完成监测数据的存储及可视化。测试结果表明：该系统功能稳定,能够实现井下的环境监测功能,易于安装、便于二次开发且井下无需排线。本研究进一步完善了矿山安全监测系统,增强了矿山灾害防治能力与应急救援能力。     

基于C/S架构的矿山编录系统设计与应用

矿山编录是矿山生产中重要的地质技术工作之一,编录工作的规范性和严谨性、编录资料的真实性和准确性,直接影响到后期地质工作研究的精度。面对井下工作环境差、重复工作量大、效率低和成果利用不便等问题,亟待采用信息技术进行解决。本文阐述选择采用C/S架构搭建矿山编录系统,分析系统架构、业务功能和关键技术后对系统进行设计,通过规范编录数据采集标准,利用移动端APP离线采集编录数据,实现编录信息快速采集、自动成图和数据集中管理,实时动态模拟展示采掘工程控制下编录地质体的三维空间状态。实例研究表明：基于C/S架构的矿山编录系统开发、使用便捷,具有实时性好、安全性高等特点,编录结果具有三维可视性,可以方便、灵活、全面地展示编录成果及地质信息,指导矿山地质探勘和安全生产。     

三维激光扫描仪在露天矿山测量中的应用探究

三维激光扫描是一种于现代露天矿山测量中运用十分普遍的先进测绘技术,其借助测量设备获取空间点云数据来获取被测物质的三维空间动态,同时在先进技术支撑下还可在不见光源的黑暗环境中进行测量,而对于光源充足的地方,还能同步获取到被测位置的色彩值,以此形成的三维影像更是能为之后的模拟工作提供巨大便利。本文通过具体论述三维激光扫描仪在露天矿山测量中的应用优点,并根据实际情况提出三维激光扫描仪在露天矿山测量中的应用途径,为保证露天矿山测量的准确性提供可参考的条件。