關(guān)于美國拓普康GLS-2000三維激光掃描儀的案例

三維激光掃描在礦山安全監測平臺中的應用

摘要：針對礦山安全監測的需求，本文利用三維激光掃描技術(shù)為露天礦山安全監測平臺提供三維的可視化實(shí)時(shí)監控場(chǎng)景。案例研究表明，利用三維激光掃描技術(shù)，可以率、*精度的構建礦山安全監測三維可視化平臺，可實(shí)現新*代物聯(lián)網(wǎng)條件下礦山安全的多源監測技術(shù)的集成。

關(guān)鍵詞：三維激光掃描；礦山；安全監測

*、礦山安全監測

礦產(chǎn)資源在目前階段是*上發(fā)展社會(huì )經(jīng)濟的重要的基礎資源，也是人民生活水平提升的物質(zhì)基礎*。礦產(chǎn)資源具有稀缺性和的特點(diǎn)，因此也是人類(lèi)寶貴的自然財富。礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)過(guò)程中不可避免的會(huì )伴生各種礦山災害，比如地表塌陷、邊坡滑坡、井下透水、瓦斯濃度過(guò)*等。因此，在礦山安全生產(chǎn)過(guò)程中必須遵循“安全、預防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針^[1]。而礦山安全監測也日益受到*和企業(yè)的重視。

礦山安全監測的方法和手段很多，是*個(gè)復雜且龐大的系統工程。礦山安全監測涉及到不同種類(lèi)的礦山如露天礦、地下礦、煤礦、金屬礦等，礦山安全監測涉及到各種傳感器，包括位移、應力、壓力、氣象、水文、氣體濃度、熱量等，涉及的儀器設備包括壓力計、張力計、測量機器人、GNSS接收機、溫度計、濃度計以及遙感衛星、無(wú)人機等^[2]。礦山安全監測的方式也是綜合各種傳感器的信息加上趨勢分析進(jìn)行判斷和預警。因此，在礦山安全監測中，*個(gè)集成多源傳感器并能進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)綜合分析的安全監測平臺是礦山安全監測中的重要技術(shù)支撐。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，礦山安全監測平臺也逐步朝著(zhù)智能三維可視化的方向發(fā)展。

二、三維激光掃描技術(shù)

三維激光掃描技術(shù)是*種利用激光測距原理進(jìn)行快速、準確的空間三維測量的新技術(shù)^[3]。該技術(shù)與傳統手段相比，具有獲取數據速度快、獲取數據的精度*和獲取的數據信息量豐富等特點(diǎn)。除了傳統的空間坐標信息，三維激光掃描技術(shù)還可以獲取目標對象的紋理信息和反射率信息。因此該技術(shù)的出現也被稱(chēng)為是測量技術(shù)從單點(diǎn)測量到面測量的*個(gè)飛躍^[4]。此外，該技術(shù)在成果表現形式上，具有成果種類(lèi)豐富的特點(diǎn)，因此該技術(shù)廣泛的受到了各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域的關(guān)注。目前在傳統測繪、文化遺產(chǎn)保護、工業(yè)設計、智慧城市、工廠(chǎng)設計、軍事分析等領(lǐng)域都有了*定的研究和應用^[5]。

三維激光掃描技術(shù)按照工作原理可分為脈沖式與相位式兩類(lèi)。脈沖式以點(diǎn)脈沖激光按照飛行時(shí)計算距離；相位式以連續的相位激光波通過(guò)相位差實(shí)現測距。由于三維激光掃描采集的點(diǎn)云速度快、數據量很大，形成的目標對象的表面密集的三維點(diǎn)集數據通常形象的被稱(chēng)作點(diǎn)云^[6]。

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