王智君，张 杰

近些年来，我国矿山行业发展越来越好，各个行业的生产和发展以及人们的生活都与其息息相关，我国有着大量的矿产资源，由于我国地大物博，因此许多矿产资源并未被探测以及勘查出来，三维激光扫描技术对于当前的矿山测量工作至关重要，因此必须要掌握技术，不断创新提升。

1 测量工作在矿山建设中的重要作用

矿产测量工作在当前是矿产行业发展过程中非常重要的一个环节，关系到后续的生产运输以及各项工作，而矿产测量工作也是一门现代化的先进学科，需要融合众多的基础知识以及实践经验，在工作过程中不断创新实践从而应用和发展起来的现代化科学技术。矿山测量工作包括工程的测量、土地测量、地形测量等等，为矿山的基础建设以及矿产企业的日常工作而服务，它是矿产行业发展以及创新的基础性环节。矿山测量工作能够为矿产企业提供大量的科学数据能够反映出采矿当地的实际情况，进一步促进安全化生产和科学化生产。

2 矿山测量过程中存在的问题

2.1 图纸审核缺乏科学

矿山测量工作涉及众多的环节以及艺术，其中最为基础的就是图纸的设计以及审核，是所有工作的前提以及基础，能够不断保证矿山测量工作的时效性、准确性、科学性和公正性。然而近些年来矿山行业不断发展矿产测量工作虽然已有着一定程度的创新，然而在测量队伍建设以及图纸审核方面仍旧存在着一定的欠缺。近些年来发生的数字失误、图纸丢失、图纸信息错误现象越来越多，严重影响着矿山测量工作的进行，也为后期的矿山生产工作带来了巨大的损失。其次是巷道标注不一致，在矿山测量过程中，由于涉及到很多的巷道，因此需要设计者的设计非常紧密，如果标注不一致很容易忽略到一些矿井，影响测量效果，为以后在矿山开采埋下隐患。

2.2 导线测量技术落后

在矿山测量过程中，除了图纸阶段容易出现很多问题，井下导线测量也成为当前人们广泛注意的问题和环节，主要表现在以下几点：首先，人们在进行导线测量的时候，由于知识以及经验不足，在工具的准备和环境的勘测上表现较为不充分，工作人员在进行导线测量的时候，面对突发情况难以及时采取有效的措施。在突发情况出现的时候，测量人员要以最短的时间迅速到达指定位置，因此在时间上准备不充足，这就要求测量人员需要快速的准备好工具以及资料，如果前期准备不充分，将会影响矿山测量的进度和质量。第二是资料和数据的记录工作，由于井下导线测量的环境因素，噪音较大、环境复杂，因此相关从业人员在进行记录的时候会受到一定的阻碍，容易导致数据记录不全、原始数据不准确的问题。第三是测量工作的仪器维护，进行井下矿山测量需要用到大型测量仪器，并且测量要求相对来说较高，测量工作人员要保持一定的集中力，在测量工作开始之前确保机器完整无损，但是当前矿产测量工作人员往往忽略了对仪器的检查和维护，导致仪器的持久性和耐用性受到很大影响，在使用仪器的过程中发生故障。

2.3 测量设备落后

我国的矿山测量工作发展较晚，因此在相关的技术以及设备研究上面发展并不完善，与其他先进国家的发达技术存在着一定的差距。由于自身检测仪器的局限性，因此在实际的矿山测量过程中，很容易受到信号、系统性能、设备系统等方面的干扰，为矿山测量工作带来较大的困难，尤其是受矿山的磁场信号影响，如果测量设备稳定性不高，将会导致测量数据失真的情况。

3 三维激光扫描技术简介

近些年来随着我国矿产行业的不断发展，矿产测量工作开始不断发挥着自身的优点以及积极作用，开始在我国的矿山测绘领域不断应用屏蔽着自身便捷高效、精密度高的现代化优点，受到了人们的喜爱。三维激光扫描技术在实际的应用过程中，应用当前不断发展的扫描技术，对物体进行实地的勘测以及三维扫描，在收集精确的数据以及分析之后，对立体物品进行进一步的描绘，以此来更好地进行信息和样本的采集收集，进而制定出科学高效的三维影像。三维激光扫描技术是在对激光测绘原理进行进一步的研究以及提升产生的现代化新型探测技术，通过激光扫描能够快速对扫描物品进行整体的了解以及各个精确点的定位形成的立体影像，也能够帮助人们更加科学直观的了解物品，做好探测工作。三维激光扫描仪器分为机载型、手持型以及车载型，能够进行近距离探测以及远距离探测，也可以按照科学的探测原理分为不同的模式。

4 三维激光扫描技术与传统测量技术的比较

三维激光扫描技术与传统测量技术相比，优点更多，精确度更强，测量工作也更加高效便捷。在当前的矿山测量工作进行过程中，三维激光扫描技术必须要首先对整个矿区探测区域进行基础性的了解与控制，对实际开采的矿区获取三维点云数据，这样能够将不同控制点上的数据进行精确的汇总，统一到一个坐标体系中，将扫描数据进行科学主动的拼接以及处理，从而能够进一步形成真实科学的三维影像，以此对即将开采的矿山进行进一步的了解和控制，制定出下一步的工作方法。而传统矿山测量技术需要投入大量的人力、物力以及财力，数据收集以及档案管理也较为陈旧、时间较长，难以提高矿山测量以及矿产开采的工作效率。总而言之，当前三维激光扫描技术应用逐渐广泛，已经逐渐受到了人们的写传统测量技术，逐渐退出了矿山测量的实际工作。矿山企业也不断减少成本，工作难度也大大降低，精确的测量效果开始在矿山测量行业中发挥自身的魅力。

图1 手持式激光扫描仪井下作业图

图2 三维激光扫描巷道成图

5 维激光扫描仪技术在矿山测量应用中的优缺点

5.1 三维激光扫描仪技术在矿山测量应用中的优点

三维激光扫描仪在工作过程中属于非接触测量，因此在对矿山测量区域内任何物体进行扫描时都具有极强的特殊性，尤其是露天采场、爆破平台、尾矿库机、废石堆场等等，由于工作人员人力无法到达，因此人工测量时存在着较大的困难。而采用三维激光扫描仪技术能够很快突破这些问题，实现精准科学的测量，得到相关的数据。其次，三维激光扫描仪就在实际矿山测量过程中进行作业大多为面采集模式，能够在保证测量精度的前提之下，对高密度的数据进行整理和储存。第三，三维激光扫描仪自身的格式兼容性较好，能够配合GPS 设备、数码相机进一步开展高精度的矿山测量工作，能够更加全面丰富地获取基础数据。

5.2 三维激光扫描仪在矿山测量工作中的缺点

三维激光扫描仪测量技术在我国矿山测量工作过程中的应用还存在着一定的不足，首先是引进时间较短，需要花费大量的作用，国内的研发设备以及研发团队无法实现。其次是测量原理，在一定区域的测量工作过程中存在着隐患。

6 三维激光扫描仪技术在矿山测量领域的应用

三维激光扫描仪技术在当前的矿山测量领域过程中应用较为广泛，在露天采场、爆破平台、地下采矿区、巷道、废石堆场等等都有应用，技术主要有如下方面。

6.1 在矿区地形图测绘中的应用

在矿山测量地形图外业测量工作过程中运用三维激光扫描仪，能够对无法接触的区域进行快速高效的测量，从而收集相关的数据。进行内业作业时，三维激光扫描仪技术能够按照一定的格式对数据进行输出，将数据导入计算机制作软件中运用相关的技术合理生成，整理成图。

6.2 在不规则体建模及工程量计算中的应用

这一方面的应用主要是分为两个部分，第一是确定基准面方面下一步工作的进行，第二是利用三维激光扫描仪技术进行三维建模以及工程量计算。

6.3 在工业厂区三维建模中的应用

当前矿山行业发展越来越好，矿山工业区内也存在着大量的建筑，各类管线相互交错，采用三维激光扫描仪测量技术，能够对当前物业厂区的情况进行了解，生产科学的三维模型图，进一步提供科学详细的资料。

6.4 山地分布

工作人员必须要在矿产资源开采工作进行之前，对矿山的地形分布以及自然地貌进行了解和勘察，这样才能够根据矿山的实际情况制定出科学合理的施工计划，与此同时必须要对矿产资源开采过程中所需要的材料和设备制定合理的路线，这样才能够依靠山地自然地貌因地制宜的开展工作，这样能够不断提高矿产资源开发效率，降低企业的投入成本。

6.5 地质分布图

在矿产资源开采工作进行之前，对地质环境进行测量也是非常重要的工作，不同的地质环境所采取的工作方法以及机械设备都不一样，必须要根据不同的地质变化来清楚的探知身体内所富含的矿产资源，这样才能够保证后续课程资源开发工作的平稳进行。GPS-RTK 技术能够全方位的探知矿产资源分布地区的实际情况，如身体内含有岩石分布，可以通过GPS-RTK 技术进行测量，对身体内部构造进行了解，使矿产资源开采工作有科学的数据保障。

6.6 建造中的地质变化

我国地大物博、幅员辽阔，拥有非常丰富的矿产资源，而矿产资源一般分布在地貌险峻的山体之中，因此进行矿产资源开采还要花费大量的时间对山体进行开采。对山体进行开采不仅工程量大，同时面临很多危险，因此在开发过程中一定要收集各方面的数据和自然情况，一旦某一方面出现纰漏，很有可能引起山体陷落事故的发生。GPS-RTK 测量技术能够对身体的情况进行科学的适时监测，一旦发现突发事故，能够及时采取科学措施，极大保证了开采人员的生命健康安全。

6.7 GPS-RTK 在塌陷区域治理中的应用

GPS-RTK 技术也能够对矿产资源开采过程中遇到的山体陷落现象进行及时的处理和展示，首先，使用GPS-RTK 技术能够精准的测量出身体塌陷区域的位置，从而确定精确的塌陷位置以及塌陷范围。在对山体塌陷位置以及范围进行初步了解之后，可以通过数据搜集和整理设置科学的测量点进行下一步工作，通过科学的测量工作得出山体塌陷的具体原因，这样就能够很快制定科学正确的补救措施。其次GPS-RTK 技术的测量结果非常精确，综合考虑各个方面因素之后，能够根据矿产资源开采工作以及实际施工需要对山体内部情况进行精准的绘制，绘制出地震波图，从而对山体内部情况进行还原，对发现的问题进行分析。最后，通过GPS-RTK 技术对塌陷区域的安全性进行检测，最大程度地保证下一步施工的安全性和科学性，避免在矿山资源开发过程时出现不可控制的不安全因素。所有的测量工作都必须做好充分的准备，确定相关仪器相关位置，确定自然条件，确定事故人员的专业性，这样才能够保证测量工作的精准性，保证数据的科学性。

7 如何利用三维扫描技术有效提升矿山测量质量

7.1 严格把控测量精度

在以往的实际测量工作过程中，由于测量工作人员重视程度不够，或缺少相关的精准理念，因此数值上经常出现偏差现象。随着当前科学技术的不断发展，参加工作人员必须要不断提升自身的工作态度，不断加强精准力度重视测量工作过程中数据中产生的偏差，在实际工作开展之前充分考虑到施工地点的种种因素，以此为基础进行进一步的分析和研究，只要从实际测量过程中可能出现误差的地点，并且提前制定出行之有效的措施，来对误差进行防范和解决。对于工作过程中容易出现误差、解决难度较大的地点，必须要不断加大资金投入，积极引用先进的机械设备，不断提高矿山测量工作过程中井下巷道贯通测量的质量和进度。

7.2 三维视图数字技术

矿山建设和开采工作进行之前，需要通过矿产测量，对矿山的空间信息、地表形貌、岩土特性进行一定的测量和了解，利用当前不断发展的数字化技术可以实现矿山信息采集处理的三维视图技术，将实际测量所得到的数据处理为三维立体图形，进而为企业管理者和工作人员提供实际的分析和判断数据。Maya 和3D SMAX 是三维立体设计中最常用的应用软件，Maya 的功能较为全面，基本功能有三维效果功能、外加建模、布料和运动等动态功能，在操作上较为简单，因此有极大的实用性，更适合推广应用。

7.3 数字化应用的重要性

在矿产企业的发展过程中，企业管理者要根据自身的实际情况，结合企业自身发展现状，不断投入资金，增强专门的专业性数字化人才，进一步推进和落实企业的数字化技术，提高企业的数字化器材操作水平，合理规划现代矿产资源和开采管理系统。矿产企业工作人员必须紧跟时代和科学技术发展的前沿，将数字化理论知识和操作经验融会贯通，并有自己新的应用，逐步提高企业自身的技术和数字化水平。当前的数字化潮流是综合应用，而全站仪、全球卫星定位系统等，企业的使用者和推广者必须要重视其综合性，不能单一地看待和加大某一项科技和软件的过度投入，要结合矿山测量的具体情况和企业的实际发展，有重点、有选择地积累经验。

7.4 以数字矿山为基础开展数字化测量工作

数字矿山是以智能化、信息化带动当前矿产企业进行更新与创造的现代化发展理念，已得到了广泛的推广和应用，有助于当前矿产企业进行绿色开发和可持续发展，实现新型的矿产企业路线。利用数字矿山信息化进行矿山测量有助于加强当前扩展企业管理人员和工作人员的数字化认识，有助于当前矿产企业决策层对数字化测量技术应用的认识，有助于增强矿产企业的自身实力和竞争力，有助于矿产企业实现数字化测量技术和设备仪器的引进，当前的矿产企业应根据相关政策和技术支持，重新明确企业的发展方向，新一步实现现代化矿山测量的发展。

8 结语

总而言之，三维激光扫描仪测量技术能够及时有效的解决传统测量工作过程中存在的问题，开展高科学高效率的现代化测量工作，对我国矿山测量工作的稳定发展具有极其重要的作用。