车载移动测量系统在露天矿测量中的应用研究

车载移动测量系统在露天矿测量中的应用研究

发表时间：2019-02-20T16:39:25.137Z 来源：《建筑模拟》2018年第33期作者：李东

[导读] 在文中介绍了车载移动测量系统的工作原理，并深入研究了车载移动测量系统在测量露天矿时的应用手法。

李东

中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司辽宁沈阳 110000

摘要：在本文中，经过长时间的观察、测评与分析，找出了在常规作业中测量技术在对露天矿进行测量时的缺点与不足之处，当我们采用车载移动测量系统时，在露天矿的测量中会起到什么样的效果，在文中介绍了车载移动测量系统的工作原理，并深入研究了车载移动测量系统在测量露天矿时的应用手法。通过在测量区域布置的反射片，接收到信息后对比反射片的点云量测坐标与常规实测坐标，在进行对车载移动测量系统测量精准度的分析，为了车载移动测量系统在露天矿测量中的应用打下坚实的基础。

关键词：车载移动测量系统；测量；应用

露天矿测量的工作有很多，包括了对露天矿采集场地、运输路线、露天矿区域的地形地貌、露天矿采矿后的运输线路等进行详细的测量。而因为露天矿在不断的开采，这就需要测量工作也要对信息进行实时的更新。但是利用人力进行测绘时，由于露天矿场面积达，同时多处进行开采就会发生测量人员工作多、休息时间少、工作效率低的问题。在这样的情况下，对于测量信息的实时更新也受到了很大的影响。随着科技的发展，3S技术也随之诞生，在对露天矿进行测量的过程中我国也依赖于3S技术研发了多种测量方法。而车载移动测量技术是其中使用最频繁的技术之一。本文研究了车载移动测量系统在露天矿测量中的应用，并得到了把车载移动测量系统应用于露天矿测量的方法。

一、测绘方法的介绍

随着科技的发展，3S技术也随之诞生，在对露天矿进行测量的过程中我国也依赖于3S技术研发了多种测量方法，其中有无人机测量法，利用无人机的滞空性进行对矿山情况的测量，而且无人机的续航时间长、灵活多变、成本低廉；还有用激光扫描的方式进行对露天矿进行测量，激光可以将扫描精准的三维数据呈现成为三维图像，对情况复杂的高危区域也可以进行无触碰的测量作业，但单台机器的测量距离有限，如果想测绘全景图就需要对机器进行多次的拆卸、搬运与组装，在这样的过程中不仅仅会大量的浪费人力也会浪费大量的时间。在这样的情况下车载移动测量技术顺势而生，而且随着其性能的优良、操作的简单、强大的适应能力，已经走在了测量工作的前沿。在我国车载移动测量技术已经应用于道路工程测绘、智能交通测绘、大规模城市测绘与对城市的规划工作中。

二、测量系统及数据采集和处理

2.1车载移动测量系统

在车载移动测量系统中有大量新兴科技的装备，其中有GPS系统、激光扫描系统与仪器、外部车轮编码器、全景采集技术、中央智能控制装置等技术与设备，通过对车体的多元化设计安装在车体的各个部分。当测量车在野外进行测绘工作时，会由不同的软件进行数据与测量车位置的记录，全景软件收集到的地形实测照片与激光系统扫描到的地形、环境点云信息，经过中央智能控制装置实时的发送到工作人员的计算机中，在计算机的点云软件处理后，就能让点云滤波与点云数据融合，显示不同的环境等功能。

2.2车载移动测量系统的数据采集和处理

在对车载移动测量系统进行露天矿测量的研究中，针对测量露天矿这一特殊情况，我们把车载移动测量最大的优势进行发挥，制定了主要工作为移动扫描，后期用GPS系统查漏补缺的工作方法。该系统的工作路程为扫描路线规划、对数据进行收集、对数据进行处理与后期的补充测量。在进行第一步时，要在测量前查明矿区的交通管制情况，尽量在不影响矿区作业的基础上，进行测量车的行驶，对测量车的扫描路线进行合理的规划。在车辆时也到测量车进行保护，派遣引导车辆进行对道路的疏通，测量车辆在全的环境中进行对地形的扫面，让采集被测区的激光点云数据变得精确而高效。在对外业数据进行采集时，要把基准站的GPS架设在已知的地域内，在信号良好的打开惯性导航单元与定位系统，然后进行机动对准与静止对准的操作，当数据已经对准成功后，让测量车按照规划后的路径开始扫面测量工作，当测量工作已经完成后对各个系统进行逐步的关闭，结束外业采集工作。在这样的流程进行后，我们拥有的数据有组合导航数据、同步数据、扫描仪原始数据与基站数据。接下来就要进行对数据的处理工作，在这其中对内业进行成图作业十分重要。但在车辆的测绘过程中，由于扫描的不全面与与扫面到不透光物体的情况发生，就会造成一定区域的漏测，就需要对其进行补测作业。常规情况不断移动测量车进行测量车视角的改变，从而对漏测区域进行测绘，在这种情况不实用时就要通过GPS系统进行漏测点的定位，用人工的方式进行测量。

三、工程应用

在某个露天矿的矿区中，需要对20平方公里的区域进行扫面与测绘，在这区域内，矿坑的区域约为15平方公里，该矿区的交通情况复杂，大型矿车的行驶密度大，但矿区的植被较少，地形十分复杂。我们将使用车载移动测量系统对该矿区的地形地貌情况进行测量，在移动中对该矿区进行扫描。扫描后利用精准程度高的GPS设备对漏测区域进行补测，将得到的补测数据整理为表格的文件形式，然后将表格文件数据，转化为点云数据格式的数据。将补测的点云数据格式的数据与在移动扫描中生成的点云数据融合，形成被测区域完整的点云数据。将完整的点云数据用专业的GIS软件进行转化，利用GIS软件的自带功能完成坐标转换和点云索引分块的建立，把数据中的非地面点数据排除，得到地表数据，就可以形成矿区的DEM数据，再利用等高线的提取，形成完整的三维立体图形。

四、精度分析

为了让移动测量系统的测量精准程度得到验证，在被扫描的矿区内部布置了20个反射片，在测量车在移动扫描时，在矿区内部就可以得到反射片的点云信息。通过配套的软件在点云中量测反射片中心点坐标，在使用精准程度高的GPS系统对中心点的坐标进行定位，最后进行结果的对比。对比结果为X方向误差值为0.037、Y方向误差值为0.043、Z方向误差值为0.015。在误差值的大小方面判断，车载移动测量系统可以对矿山进行测量。

五、结束语

随着科技的进步，车载移动测量系统也会随之提高，车载移动测量系统作为一种实用性强的数据采集方式，为露天矿的测量给予了多重的保证，让矿山的测定数据变得全面，让数据的收集速度大大提高。车载移动测量系统对工作人员数量的要求小、大大减小了测绘人员