發布時間：2018-12-15所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：現在國內大多在測量領域使用的設備是全站儀、電子經緯儀、GPS-RTK。在普通的礦山及測量區域，此類設備完全可以滿足需求，并得到準確、詳實的結果。在遇到地形比較復雜、人員不足的情況下，利用此類技術就略顯缺憾。在非洲某礦山，采用I-Siteisa激光掃
摘要：現在國內大多在測量領域使用的設備是全站儀、電子經緯儀、GPS-RTK。在普通的礦山及測量區域，此類設備完全可以滿足需求，并得到準確、詳實的結果。在遇到地形比較復雜、人員不足的情況下，利用此類技術就略顯缺憾。在非洲某礦山，采用I-Siteisa激光掃描技術，用于測量大型地理區域、不適合人員親自工作的危險區域和要求精細測量結果的取樣區。激光掃描技術已經成為獲得大場景的精確測量和三維可視化的公認和常用技術。此技術在礦山勘測、工程和其他民用方面，已經普及利用，取得了不錯的效果，另外，I-Siteisa激光掃描技術還可以為結構制圖、巖土分析和運動分析等提供地質解決方案。
關鍵詞：激光掃描,精確測量,三維可視
礦山開發階段的地測工作是掌握生產對象變化的一項專業技術工作，是礦山生產過程中的一項重要工作程序，它要完成一定的地測工作量，準確及時地提供礦床的礦量、品位、圖紙等基礎資料和相關技術經濟指標。地測工作是礦山的基礎工作。
地質工作需要的數據就是地層構造、圍巖及礦體產狀、礦體的埋藏深度、地面的地貌地物等，其中后兩部分要通過一定的測量手段將數據準確無誤的標定到圖紙或者電子資料中。現在國內大多在測量領域使用的設備是全站儀、電子經緯儀、GPS-RTK。在遇到地形比較復雜、人員不足的情況下，利用此類技術略顯缺憾。
隨著計算機技術的不斷發展，Surpac、Datamine、DiMine等礦業工程軟件已較成熟，在礦山三維可視化方面得到了廣泛應用[1-2]，三維數字技術可清晰展示礦山地表、構造、礦體賦存等信息，I-Siteisa激光掃描技術，已經成為獲得大場景的精確測量和三維可視化的公認和常用技術。
非洲某鐵礦地處塞拉利昂東北部蘇拉山一帶，距離首都弗里敦附近的佩佩爾港口約197km，有鐵路貫通。礦區海拔200~880m，呈現谷緩頂平的地貌特征，峽谷的最低點海拔220~350m，屬于低山—丘陵區。礦區地處熱帶季風氣候區，雨季為每年5~10月，旱季為每年11~12月至次年4月。
雨季易伴雷鳴及較強東風，干旱季節多發沙塵暴，能見度及濕度均較低[3-4]。本文以非洲某鐵礦二號礦坑為例，利用激光掃描設備通過野外實測、數據處理、三角網編輯及地質解譯等一系列流程，準確地獲取地層、巖性及構造分布情況，以期給礦山三維數據模型更多地質信息反饋，及時修正礦山模型參數，使礦山模型更好的為礦山生產服務。
1野外實測
將掃描設備固定在所需位置。不同的掃描位置會對結果產生不同的影響，采礦迎頭高度和長度、地質條件、巖土條件的復雜程度等方面的差異，會影響結果的準確性。理想情況下，使用站點掃描距離迎頭50~300m。離迎頭越遠，掃描分辨率就越低。如圖1所示，掃描儀應掃描30°至迎頭正常位置，離法線更遠，數據會顯著拉伸。
2實測數據處理
2.1數據保存及處理
掃描完成后，必須使用閃存驅動器從控制器單元收集數據以完成所有數據收集工作。在啟動軟件時創建一個新項目，選擇文件并導入，選擇文件夾圖標并選擇所需要的文件，然后運行。完成后會將掃描數據導入“查看”窗口。
2.2數據導入并配準
找到文件位置，在出現的彈出窗口中選擇導入類型為“測量點”。掃描數據和測量數據齊全后，進行地理配準。選擇掃描和測量數據，按照注冊→掃描到測量數據→按名稱的步驟進行配準，見圖2。
3冗余數據處理
所有掃描工作都會產生冗余數據，此類數據需要清理，以便生成標準的、整潔的、精確的數據。為了確保獲得完整的圖像，確保掃描圖像之間沒有間隙，在掃描邊界處需要做一個小的重疊。這個重疊的區域要在I-Site中刪除，否則會產生數據質量問題。刪除重疊點和冗余點之前，需要將所選圖像將突出顯示，而其他圖像將為灰色，是為了保證不能誤刪數據。
4掃描圖像進行三角網編輯
數據處理完畢后，在開始數字化之前或在導出到Datamine之前，按照選擇編輯→掃描連接→連接這樣的操作順序進行三角網處理。從目錄中選擇所需的掃描文件，然后在圖3所示的工具欄中選擇“地形三角面”(以圖框突出顯示)。新的三角面成功創建后，就會出現在“曲面”存儲器中。通過I-site的裁剪工具清理，清除三角面可能會有一些噪音(尖角、離散點等)。
5掃描圖像進行地質解譯及處理
5.1在Datamine中查看掃描及處理
在此礦山，地質專業的主要工作軟件為Datamine，任何數據、圖像資料等都要能夠轉化為Datamine能夠兼容的的數據信息。打開Datamine后，從I-Sitestudio導出的掃描將自動顯示在Datamine的“線框”文件夾中。如果需要將從I-site導出的圖像作為紋理附加到三角面上，可以通過將三角面拖放到工作區中來實現。在控制欄下，點擊導入的三角剖視圖以激活VR窗口。單擊三角面并選擇屬性以啟動“線框屬性”對話框，如圖4所示，在該對話框中，通過選擇Datamine工作文件夾中瀏覽來圖像。
5.2掃描圖像詳細解譯
云層遮擋或陽光直射不利于于良好圖像的獲取，因為這通常會使圖像看起來有沖刷感;還有掃描儀會根據相太陽的位置改變顏色，使圖像呈現出不符合常理的紫色或藍色。掃描圖像導出為*.jpeg格式文件，要使用處理軟件修正圖像，以修改現場掃描中存在的缺陷。如果圖像解譯有偏差，可以通過VR視口來調整，啟動加載對象環境效果，調整亮度、透明度、去霧等，將圖像中的地質特征數字化。
6結論
在礦山進行開采前，許多地質信息還沒有揭露出來;有些地質信息就是在鉆探的時候也是不可見的，需要在采礦生產進行過程逐步揭露并詳細記錄分析。通過利用激光掃描技術可以識別更多影響采礦生產的礦體的地質特征，而且可以記錄礦山危險區域的地質特征。在礦山生產過程中，激光掃描技術能夠收集到更多地質信息，并且能夠將地質信息反饋給礦山勘探模型、地質模型及構造模型。
參考文獻：
[1]MarcusApel.From3dGeomodellingSystemsTowards3dGeo⁃scienceInformationSystems：DataModel，QueryFunctionality，andDataManagement[J].Computers&Geosciences32(2006)：222-229.
[2]AndreasD.Blaser，MonikaSester，MaxJ.Egenhofer.Visualiza⁃tioninanEarlyStageofTheproblem-solvingProcessinGIS[J].Computers&Geosciences26(2000)：57-66.
[3]StructuralEvalauationofFaultsAffectingtheSimbiliandKasa⁃foniDepositsTonkkoliliIronProject，SIERRALEONE.
[4]TonkoliliIronOreDeposit:MineralResourceReport,May2014.
推薦期刊：《現代礦業》雜志,1984年創刊，中國核心期刊，美國化學文摘(CA)收錄期刊，萬方數據網上網期刊、中國學術期刊全文收錄期刊，國家級期刊。國內統一刊號：CN 34-1308/TD，國際標準刊號：ISSN 1674-6082。
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