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摘要：三維激光掃描儀在礦山開采及地質勘查中應用較廣泛，在勘查數據提取、地理數據提取與繪制、礦產業、變形監測等領域的作用都是巨大的。在礦區地形測量中，與傳統的測量技術相比，三維激光掃描技術精度更高、速度更快。本文主要介紹了三維激光掃描儀的工作原理、使用三維激光掃描技術的意義、應用現狀、三維數據處理軟件及應用三維激光掃描儀在地形測量中的地位。

關鍵詞：三維激光掃描儀；礦區；地形測量；應用

隨著現代社會的高速發展，讓人們對數據的精確度有了更高的需求。三維激光掃描技術簡單易用、更直觀，可直接輸出人們想要的結果。三維激光掃描技術的應用成為了一種趨勢，解決了礦企關于數據方面的難題，節省了大量的資本開銷與人力耗費。而且三維激光掃描技術安全、可靠，對人體無害，測量方式更多變。在礦區地形測量方面，不僅提高了工作效率，節約了測量成本，而且讓測量更優質和簡單。

1三維激光掃描儀的工作原理

三維激光掃描儀利用激光在空氣中運動速度恒定的原理，相較于傳統測量方法精度更有保證。利用激光運動速度恒定的原理，激光通過掃描儀射在被測物體上，通過反射回來的時間，利用光速計算出被測物體的信息。在礦區地形測量過程中，掃描儀通過快速旋轉，反映出被測物體密集的點，通過這些點云數據，可以快速創建出被測物體的圖像，包括線、面、體的信息。三維激光掃描儀有著復雜的結構，由激光照射裝置、接收裝置、時間計數器、馬達控制可旋轉的濾光鏡、控制電路板、微電腦、CCD機以及軟件構成。掃描儀與相機的功能類似，只是相機是捕捉物體的色彩及形狀，而掃描儀是為了捕捉物體的空間位置坐標。

2使用三維激光掃描技術的意義

2.1三維激光掃描技術的高效率

三維激光掃描技術采集數據更快，體現了其高效率的作業方式。通過旋轉，三維激光掃描儀每秒鐘可獲取成千上萬個坐標點，可快速而精準地繪制出被測物體的三維場景圖像。另外掃描儀對被測物體表面要求不高，可直接提取數據。另外在數據采集方面，掃描儀改變了數據采集的工作流程。傳統的測量方式太過復雜，流程過多，數據雜亂而龐大。這樣在采集過程中，容易出現數據混雜的現象，測試人員也更容易出現紕漏，消耗了大量的時間成本和腦力。但是通過三維激光掃描技術，采集數據更方便有效，也更加精準。三維激光掃描技術形式更加豐富，包括手持掃描、車載掃描、船載掃描、記載掃描等。不同的工作場景，利用不同的掃描方式工作更加方便。

2.2三維激光掃描技術更加直觀

在傳統的數據測量中，數據往往是抽象而不易理解的，由于傳統數據測量，只針對幾個重要的點，這樣就會很片面，如果采集坐標點過多又會出現容易混雜的現象。在三維激光掃描技術中，數據的采集維度更多、更全面，全景數據都被測量，使數據更加直觀，讓礦區地形數據測量工作人員有身臨其境的感覺，工作更加直觀有效。

2.3三維激光掃描技術成本更低

三維激光掃描技術相較于傳統的數據測量方法，在設備與技術上更加昂貴，但是從長遠來看，它的花費遠比老式測量方式要少。因為通過其得到的東西，使花費的錢不值一提。三維激光掃描技術由于是全景掃描，這讓數據的采集一勞永逸，采集一次就獲得了所測目標的全部數據，這大大節省了時間成本，讓工作人員不用反復的采集不同的數據。因為三維激光掃描技術軟件方面的特點，使數據是全局共享的，讓工作人員之間的溝通更加高效，協作起來更加便捷。又因為其高度的精度，大數據的處理模式，讓其收集的基礎信息品質非凡。這樣看起來，三維激光掃描技術是真正的做到了物超所值，不僅大大的提高了數據的精度，而且也讓工作人員的協作變得更加簡單。

3現如今三維激光掃描技術的應用現狀

改革開放以來，國家經濟飛速發展，礦區基礎設施建設迫在眉睫。比如管道的鋪設，要根據地形來選擇管道的行進方向。如果通過傳統的測量方式作業的話，工作量太過巨大，而三維激光掃描技術直接可以掃描出一個可視的三維圖像，地形的變化盡收眼底。測繪與GIS方面的應用。有了三維激光掃描技術的幫助，在地理繪制方面的工作更加得心應手，以解決GIS的問題。解決復雜的規劃和管理決策等問題。

4三維數據處理軟件的功能

三維激光掃描技術融合了計算機技術的很多特點，與平常的計算機工作模式無異，三維激光掃描儀需要控制軟件和處理軟件的結合才能正常工作。控制軟件是用來控制作業的，工作人員可以在控制軟件的幫助下，對工作中的具體內容進行調控，比如制定掃描范圍，設定掃描密度等操作。處理軟件顧名思義，是為了幫助工作人員處理掃描得來的數據。掃描得來的點云，要通過數據處理軟件觀看和處理，方便數據可以導入到各類三維軟件中。總體來說三維處理軟件和一般的處理軟件的區別在于，三維處理軟件是對三維模型的操作，對數據幾何的處理、對數據的渲染形成三維模型、對三維模型的操作更像是對實物的操作。數據處理軟件將硬件與數據密切聯系起來，對于三維激光掃描儀掃描的數據，需要數據處理軟件來處理，同時對于不同的數據，軟件也可以將其聯系起來。

5三維激光掃描儀在礦區地形測量中的應用現狀

因為三維激光掃描儀的方便攜帶的特點，所以讓復雜的地形測量變得更加便利。三維激光掃描儀在礦區地形測量中應用廣泛，對被測目標進行快速掃描并繪圖，讓復雜礦區地質情況在圖中更加直觀、范圍更廣，便于操作、便于工作人員制定解決方案。對于高精度、細節化的場景，可以使用手持掃描儀，手持掃描儀便于攜帶、精度高。車載掃描儀可以對被測目標進行實時的掃描，數據實時更新，節省了資本資源。對于大范圍的開闊環境，可以使用機載掃描儀，效率更高。如果是在室內，需要不斷地移動，還可以使用推進式掃描儀。三維激光掃描儀的應用，大大提升了工作人員的工作效率。

6結語

改革開放以來，我國科學進步的速度趕超很多資本主義國家，三維掃描方面的研究已達到世界前沿。三維掃描技術無疑已經成為一種趨勢。高精度的數據成為社會建設的基礎，特別是像中國這種發展中國家，礦產資源大量開采，離不開這種高精技術的支持。

參考文獻：

[1]丁孝銀,肖昭然.基于三維激光掃描儀的地形變化監測[J].中國設備工程,2018(10):101-103.

作者：柏玉超 單位：云南華聯鋅銦股份有限公司