發(fā)布時間：2018-12-15所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：現(xiàn)在國內(nèi)大多在測量領(lǐng)域使用的設(shè)備是全站儀、電子經(jīng)緯儀、GPS-RTK。在普通的礦山及測量區(qū)域，此類設(shè)備完全可以滿足需求，并得到準(zhǔn)確、詳實的結(jié)果。在遇到地形比較復(fù)雜、人員不足的情況下，利用此類技術(shù)就略顯缺憾。在非洲某礦山，采用I-Siteisa激光掃
摘要：現(xiàn)在國內(nèi)大多在測量領(lǐng)域使用的設(shè)備是全站儀、電子經(jīng)緯儀、GPS-RTK。在普通的礦山及測量區(qū)域，此類設(shè)備完全可以滿足需求，并得到準(zhǔn)確、詳實的結(jié)果。在遇到地形比較復(fù)雜、人員不足的情況下，利用此類技術(shù)就略顯缺憾。在非洲某礦山，采用I-Siteisa激光掃描技術(shù)，用于測量大型地理區(qū)域、不適合人員親自工作的危險區(qū)域和要求精細(xì)測量結(jié)果的取樣區(qū)。激光掃描技術(shù)已經(jīng)成為獲得大場景的精確測量和三維可視化的公認(rèn)和常用技術(shù)。此技術(shù)在礦山勘測、工程和其他民用方面，已經(jīng)普及利用，取得了不錯的效果，另外，I-Siteisa激光掃描技術(shù)還可以為結(jié)構(gòu)制圖、巖土分析和運動分析等提供地質(zhì)解決方案。
關(guān)鍵詞：激光掃描,精確測量,三維可視
礦山開發(fā)階段的地測工作是掌握生產(chǎn)對象變化的一項專業(yè)技術(shù)工作，是礦山生產(chǎn)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(zhǔn)確及時地提供礦床的礦量、品位、圖紙等基礎(chǔ)資料和相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。地測工作是礦山的基礎(chǔ)工作。
地質(zhì)工作需要的數(shù)據(jù)就是地層構(gòu)造、圍巖及礦體產(chǎn)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(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤的標(biāo)定到圖紙或者電子資料中。現(xiàn)在國內(nèi)大多在測量領(lǐng)域使用的設(shè)備是全站儀、電子經(jīng)緯儀、GPS-RTK。在遇到地形比較復(fù)雜、人員不足的情況下，利用此類技術(shù)略顯缺憾。
隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，Surpac、Datamine、DiMine等礦業(yè)工程軟件已較成熟，在礦山三維可視化方面得到了廣泛應(yīng)用[1-2]，三維數(shù)字技術(shù)可清晰展示礦山地表、構(gòu)造、礦體賦存等信息，I-Siteisa激光掃描技術(shù)，已經(jīng)成為獲得大場景的精確測量和三維可視化的公認(rèn)和常用技術(shù)。
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(qū)海拔200~880m，呈現(xiàn)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(qū)。礦區(qū)地處熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，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(fēng)，干旱季節(jié)多發(fā)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(shè)備通過野外實測、數(shù)據(jù)處理、三角網(wǎng)編輯及地質(zhì)解譯等一系列流程，準(zhǔn)確地獲取地層、巖性及構(gòu)造分布情況，以期給礦山三維數(shù)據(jù)模型更多地質(zhì)信息反饋，及時修正礦山模型參數(shù)，使礦山模型更好的為礦山生產(chǎn)服務(wù)。
1野外實測
將掃描設(shè)備固定在所需位置。不同的掃描位置會對結(jié)果產(chǎn)生不同的影響，采礦迎頭高度和長度、地質(zhì)條件、巖土條件的復(fù)雜程度等方面的差異，會影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。理想情況下，使用站點掃描距離迎頭50~300m。離迎頭越遠(yuǎn)，掃描分辨率就越低。如圖1所示，掃描儀應(yīng)掃描30°至迎頭正常位置，離法線更遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)會顯著拉伸。
2實測數(shù)據(jù)處理
2.1數(shù)據(jù)保存及處理
掃描完成后，必須使用閃存驅(qū)動器從控制器單元收集數(shù)據(jù)以完成所有數(shù)據(jù)收集工作。在啟動軟件時創(chuàng)建一個新項目，選擇文件并導(dǎo)入，選擇文件夾圖標(biāo)并選擇所需要的文件，然后運行。完成后會將掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入“查看”窗口。
2.2數(shù)據(jù)導(dǎo)入并配準(zhǔn)
找到文件位置，在出現(xiàn)的彈出窗口中選擇導(dǎo)入類型為“測量點”。掃描數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)齊全后，進(jìn)行地理配準(zhǔn)。選擇掃描和測量數(shù)據(jù)，按照注冊→掃描到測量數(shù)據(jù)→按名稱的步驟進(jìn)行配準(zhǔn)，見圖2。
3冗余數(shù)據(jù)處理
所有掃描工作都會產(chǎn)生冗余數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)需要清理，以便生成標(biāo)準(zhǔn)的、整潔的、精確的數(shù)據(jù)。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(qū)域要在I-Site中刪除，否則會產(chǎn)生數(shù)據(jù)質(zhì)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(shù)據(jù)。
4掃描圖像進(jìn)行三角網(wǎng)編輯
數(shù)據(jù)處理完畢后，在開始數(shù)字化之前或在導(dǎo)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(jìn)行三角網(wǎng)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(chuàng)建后，就會出現(xiàn)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(jìn)行地質(zhì)解譯及處理
5.1在Datamine中查看掃描及處理
在此礦山，地質(zhì)專業(yè)的主要工作軟件為Datamine，任何數(shù)據(jù)、圖像資料等都要能夠轉(zhuǎn)化為Datamine能夠兼容的的數(shù)據(jù)信息。打開Datamine后，從I-Sitestudio導(dǎo)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(dǎo)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(qū)中來實現(xiàn)。在控制欄下，點擊導(dǎo)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?qū)傩?rdquo;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(xì)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(jù)相太陽的位置改變顏色，使圖像呈現(xiàn)出不符合常理的紫色或藍(lán)色。掃描圖像導(dǎo)出為*.jpeg格式文件，要使用處理軟件修正圖像，以修改現(xiàn)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(diào)整，啟動加載對象環(huán)境效果，調(diào)整亮度、透明度、去霧等，將圖像中的地質(zhì)特征數(shù)字化。
6結(jié)論
在礦山進(jìn)行開采前，許多地質(zhì)信息還沒有揭露出來;有些地質(zhì)信息就是在鉆探的時候也是不可見的，需要在采礦生產(chǎn)進(jìn)行過程逐步揭露并詳細(xì)記錄分析。通過利用激光掃描技術(shù)可以識別更多影響采礦生產(chǎn)的礦體的地質(zhì)特征，而且可以記錄礦山危險區(qū)域的地質(zhì)特征。在礦山生產(chǎn)過程中，激光掃描技術(shù)能夠收集到更多地質(zhì)信息，并且能夠?qū)⒌刭|(zhì)信息反饋給礦山勘探模型、地質(zhì)模型及構(gòu)造模型。
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[3]StructuralEvalauationofFaultsAffectingtheSimbiliandKasa⁃foniDepositsTonkkoliliIronProject，SIERRALEONE.
[4]TonkoliliIronOreDeposit:MineralResourceReport,May2014.
推薦期刊：《現(xiàn)代礦業(yè)》雜志,1984年創(chuàng)刊，中國核心期刊，美國化學(xué)文摘(CA)收錄期刊，萬方數(shù)據(jù)網(wǎng)上網(wǎng)期刊、中國學(xué)術(shù)期刊全文收錄期刊，國家級期刊。國內(nèi)統(tǒng)一刊號：CN 34-1308/TD，國際標(biāo)準(zhǔn)刊號：ISSN 1674-6082。
