基于激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)在礦山地形測(cè)量中的精度研究

馮海平

摘要：隨著我國(guó)當(dāng)前科技水平的不斷提高，在當(dāng)前礦山地形測(cè)量中越來(lái)越多先進(jìn)技術(shù)得到廣泛性的利用，比如在實(shí)際測(cè)量工作中利用激光雷達(dá)測(cè)繪系統(tǒng)，不僅可以解決以往工作中的一些局限之處，還可以劃分為不同的工作層次，提高實(shí)際的測(cè)繪效果。在進(jìn)行礦山地形測(cè)量中，需要保證精密工程，測(cè)量構(gòu)建數(shù)字化的礦山，從而使得激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用效果能夠得到全面的提高。本文論述了激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的原理，以及在礦山地形測(cè)量中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù);礦山地形測(cè)量;應(yīng)用研究

在當(dāng)前礦山地形測(cè)量工作中，融入激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)之前，需要了解激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)，從而在后續(xù)工作指明正確的方向。另外還需要根據(jù)激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的本身特點(diǎn)制定與之匹配的工作模式，根據(jù)礦山地形測(cè)量的要求和標(biāo)準(zhǔn)，將兩者進(jìn)行相互的融合，構(gòu)成完整性的工作體系，保證最終測(cè)繪結(jié)果能夠具備精準(zhǔn)性的特點(diǎn)，為我國(guó)礦山進(jìn)行測(cè)量行業(yè)提供重要的支撐。

一、激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的概述

（一）工作原理

激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)主要是利用光頻波段雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)系統(tǒng)之后，再集中相關(guān)的信息完成信息的發(fā)射，并且還要和電磁信號(hào)進(jìn)行相互的對(duì)比，掌握數(shù)據(jù)的類型。在近幾年來(lái)隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，人們對(duì)于激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)來(lái)說(shuō)也進(jìn)行了深入的研究，同時(shí)產(chǎn)生了新型的激光雷達(dá)測(cè)量設(shè)備，例如激光雷達(dá)測(cè)距機(jī)屬于重要的部分，不僅可以簡(jiǎn)化激光雷達(dá)的模式，還有助于保證最終結(jié)果能夠具備精準(zhǔn)性的特征。根據(jù)測(cè)量目標(biāo)的特點(diǎn)進(jìn)行有效的定位，完成數(shù)據(jù)的有效搜集，進(jìn)一步的構(gòu)成完整性較強(qiáng)的激光雷達(dá)測(cè)繪系統(tǒng)。在通常情況下激光雷達(dá)測(cè)量設(shè)備主要是由激光發(fā)射器和信息集中器等不同設(shè)備而共同組成的，在實(shí)際工作中需要根據(jù)相關(guān)的測(cè)量工作要求，選擇正確的激光雷達(dá)類型，從而使得最終測(cè)量結(jié)果能夠具備科學(xué)性的特征。在新時(shí)期下，人們可以根據(jù)激光雷達(dá)獲取最重要的信息，確定最終的使用方法來(lái)保證測(cè)繪結(jié)果，同時(shí)在實(shí)際技術(shù)實(shí)施時(shí)也融入了其他的先進(jìn)科技手段，例如微波雷達(dá)和紅外線電視等等，都屬于現(xiàn)代時(shí)期比較先進(jìn)的技術(shù)手段。

（二）分類

與微波雷達(dá)工作原理具有類似性的特征，激光雷達(dá)和微波雷達(dá)要利用光頻波段的電磁波，將探測(cè)信號(hào)發(fā)送到指定地點(diǎn)中之后，再進(jìn)行信息的段位獲取，比如目標(biāo)的距離和方位等等，從而完成目標(biāo)的跟蹤以及識(shí)別。在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，需要利用激光測(cè)距機(jī)獲取方位的位置，自動(dòng)化的跟蹤相關(guān)的目標(biāo)，從而完成實(shí)際的測(cè)量任務(wù)，構(gòu)成完整性的探測(cè)手段，實(shí)現(xiàn)有效的管理以及測(cè)量。在一般情況下按照不同的方法可以分為激光接收機(jī)和激光發(fā)射機(jī)等等，從安裝平臺(tái)方面可以分為機(jī)載和地面等不同的類型，在實(shí)際工作中需要具體問(wèn)題具體分析，選擇正確的激光雷達(dá)技術(shù)，凸顯激光雷達(dá)實(shí)用性較強(qiáng)的特征，便捷整個(gè)操作過(guò)程。

二、激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)在礦山地形測(cè)量中的精度分析

（一）獲取礦山的地形數(shù)據(jù)

為了使激光雷達(dá)測(cè)繪能夠在礦山地形測(cè)量中發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值和效果，在實(shí)際工作中需要確定不同的工作內(nèi)容和工作流程，從而保證地形測(cè)量能夠具備較高的精準(zhǔn)度。在實(shí)際工作中需要獲取礦山的地形數(shù)據(jù)，利用激光雷達(dá)來(lái)方便后續(xù)數(shù)據(jù)處理工作的科學(xué)進(jìn)行。在技術(shù)應(yīng)用之前需要根據(jù)礦山地形特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行參數(shù)的設(shè)計(jì)，比如飛行速度和激光點(diǎn)頻等等。激光雷達(dá)技術(shù)要通過(guò)地形數(shù)據(jù)的獲取來(lái)發(fā)出激光沖脈，當(dāng)激光到達(dá)指定地點(diǎn)時(shí)，利用地面中的傳感器將激光反射回來(lái)進(jìn)行信息的接收。同時(shí)還可以利用定位技術(shù)傳感器來(lái)獲取精準(zhǔn)性較強(qiáng)的地理位置，在完成這一操作之后，需要按照慣性測(cè)量裝置的實(shí)施功能來(lái)獲得姿態(tài)上的數(shù)據(jù)，掌握有關(guān)和激光沖脈相關(guān)的空間三維坐標(biāo)，之后，再通過(guò)分類記錄來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效移除以及搜集，比如地表建筑物和覆蓋物等數(shù)據(jù)等等，從而完成數(shù)據(jù)的有效獲取。在完成這一操作之后，需要加強(qiáng)對(duì)整個(gè)工作過(guò)程的全方位研究，快速的發(fā)現(xiàn)和預(yù)期測(cè)量有偏差的地方，提出有效的整改措施，保證礦山地形數(shù)據(jù)獲取能夠具備精準(zhǔn)性的特點(diǎn)。

（二）礦山地形數(shù)據(jù)的處理

在完成數(shù)據(jù)的搜集之后下來(lái)就要進(jìn)行的是數(shù)據(jù)的有效處理，礦山數(shù)據(jù)處理的好壞直接關(guān)系最終分析的精準(zhǔn)度，所以在實(shí)際工作中需要靈活應(yīng)對(duì)在數(shù)據(jù)處理時(shí)所遇到的問(wèn)題。大多數(shù)的激光雷達(dá)對(duì)于礦山地形數(shù)據(jù)采集量是非常大的，在實(shí)際實(shí)施時(shí)可以采取先進(jìn)的科技手段來(lái)進(jìn)行有效的處理，當(dāng)激光充脈落腳點(diǎn)屬于無(wú)信號(hào)區(qū)域的話，那么傳感器的反射信號(hào)是以亂碼形式而存在的，因此為了防止對(duì)后續(xù)工作造成一定影響，要通過(guò)原始數(shù)據(jù)的剔除來(lái)獲取精準(zhǔn)性的數(shù)據(jù)，保證激光掃描技術(shù)的合理性實(shí)施。由于激光雷達(dá)測(cè)量具備復(fù)雜性的特征，并且每次掃描之后的數(shù)據(jù)存在著重疊性的特點(diǎn)，所以需要進(jìn)行激光數(shù)據(jù)的有效拼接和分類處理，保證重疊和非重疊區(qū)域之間能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)性的過(guò)渡，使得各個(gè)地形數(shù)據(jù)能夠做到無(wú)縫銜接。在完成這些操作之后需要進(jìn)行濾波的處理，對(duì)于不明顯的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)進(jìn)行全面的剔除，從而使得數(shù)據(jù)文件容量能夠降到最低，為后續(xù)的判斷提供重要的基礎(chǔ)。

（三）測(cè)量精度的分析

在測(cè)量精度分析時(shí)，需要根據(jù)這一地區(qū)礦山的特點(diǎn)，按照一定比例制成空間三維模型，和實(shí)際情況進(jìn)行相互的比對(duì)，以此來(lái)確定地形測(cè)量是否符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)以及要求，在實(shí)際工作中需要先將數(shù)據(jù)納入到云平臺(tái)中，獲取不同礦山地面的點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，之后按照一定比例生成數(shù)字化的表面模型。在模型建立時(shí)需要嚴(yán)格遵循模型建立的標(biāo)準(zhǔn)和流程，防止在數(shù)據(jù)錄入方面存在一定的偏差。在完成模型建立時(shí)需要和實(shí)際情況進(jìn)行相互的比對(duì)，不斷的改進(jìn)模型建立的方法，使模型建立能夠具備精準(zhǔn)性的特點(diǎn)，多方位的滿足實(shí)際工作標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)后續(xù)生產(chǎn)工作的科學(xué)進(jìn)行。

結(jié)束語(yǔ)

激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)屬于新型的測(cè)量技術(shù)方案，在礦山地形測(cè)量中得到了廣泛性的利用，不僅可以幫助相關(guān)崗位人員掌握更加精準(zhǔn)性的礦山進(jìn)行信息，還有助于提高后續(xù)分析的效率。在實(shí)際工作中需要掌握主要的工作流程，并且要轉(zhuǎn)變以往的測(cè)繪技術(shù)實(shí)施方案，融入創(chuàng)新性的因素，保證激光雷達(dá)測(cè)繪精度能夠得到全面的提高。

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