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三维激光扫描技术在地下探测中的应用研究
中 国 彳 放ｚ
巴 国 荣 ： 市 政 档 案 管 理 对 市 政 建 设 的 作 用
２ ０ １ ３ 年 第１ 期
律， 为市政建设决策者提供依据 ， 为科研 指明方 向。 ２ 做好市政档 案管理 工作的几点建议 档案是市政建设 的基础 ； 市政建设 的水平 ，则 可通 过市政档案反 映。 １ ） 认 真 学 习并 贯 彻执 行 《 城市 建 设档 案 管理 规定 》 。从市政建设工作者 自身做起 ，从 现在做起 ， 的收集 、整理及归档上做好 落实工作 ，确保档案人
第 １期 （ 总第 １ ５ ４期 ）
２ ０ １ ３年 ２月
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Ｃ ＨＩ ＮＡ ＭＵ ＮＩ ＣＩ Ｐ ＡＬ Ｅ ＮＧＩ ＮＥＥ ＲＩ ＮＧ
Ｎｏ １（ Ｓｅ ｒ ｉ ａ Ｉ Ｎｏ ． １ ６ ４ ）
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Ｄ ＯＩ ： Ｉ Ｏ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ｌ ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ － ４ ６ ５ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ ２ ５
市政档案 与市政建设是相辅相成 的关 系 ，市政 建立地 下管网监测 网络 。它可 以及时有效地解决城
关键词 ：三维激 光扫描 ：点云拟合 ；三维 空间姿态 中图分 类号 ：Ｔ Ｂ ２ ２ 文献标志 码 ：Ｂ 文章编 号 ：１ ０ ０ ４ — ４ ６ ５ ５（ ２ ０ １ ３） ０ １ － ０ ０ ７ ４ — ０ ２
三维激 光扫描技 术克 服 了传统测 量 的局 限性 ， 具有快速 、无接触 、精度高 、主动性强及全数字特
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收稿 日期 ：２ ０ １ ２ ～ １ １ － １ ２
作者简介 ：杨欢庆 （ １ ９ ７ ３ 一 ），男，高级工程师，主要从事
浅谈三维激光扫描技术在地下空间测量中的应用
浅谈三维激光扫描技术在地下空间测量中的应用发布时间：2023-01-11T02:41:14.365Z 来源：《建筑实践》2022年16期8月作者：钟毓[导读] 城镇化的快速发展对当前城市空间的需求不断扩大钟毓广州市城市规划勘测设计研究院 510000摘要：城镇化的快速发展对当前城市空间的需求不断扩大，为了有效的解决城市基础建设当中空间挤压的问题，需要进一步加强城市基础规模的建设，提高城市空间利用率，通过有效的三维激光扫描技术，能够探索地下空间提高量的精准度，解决传统探测中存在的问题和不足。
通过了解三维激光技术的应用情况，结合现阶段激光扫描技术所存在的优势和问题进行相关优化，不断加强三维激光扫描技术在数据采集、数据处理、精度分析的作用，进一步实现地下空间测量质量和效率的提升。
关键词：三维激光扫描技术；地下空间；测量引言在对地下空间进行数据测量的过程中，需要应用全新的技术方式提高测量的精准度和全面度。
三维激光扫描技术在近年来得到了有效的应用，能够进一步增强整体技术应用的稳定性和便捷性，在地下空间能够得到更加精准的数据，便于后期对于地下空间进行探索和扩充。
地下空间测量能够为地下空间管理提供数据支持，通过对各个数据进行定位，精准快速的提高整体应用效果，更好更快的获取地下空间数据，提升整体工作效率和工作质量。
1三维激光扫描技术概述近年来我国加大技术创新，应用三维激光扫描技术在地下空间数据测量中得到了明显的优势，在各个环节都受到了广泛的关注。
三维激光扫描技术在应用过程中可以通过激光对实际距离进行测量，通过对相关技术原理进行更新，加强整个数据的记录，使被测物体的表面的位置以及相关坐标数据进行确定，对于其反射效率以及基础纹理等信息能够更加全面的掌握，快速的对当前所测量目标的三维模型和相关数据进行构建，了解当前的具体结构，加强线、面、体之间的联系。
三维激光扫描技术在实际操作中不需要大量的人力物力进行支持，通过简单的设备就能够对所要测量的区域获得相关的数据，明确位置点，更加便捷和快速。
《2024年地面三维激光扫描测量技术研究》范文
《地面三维激光扫描测量技术研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，地面三维激光扫描测量技术逐渐成为了一种高效、精确的测量手段。
它以高精度、高效率的特点在地质勘探、文物保护、城市规划等多个领域得到广泛应用。
本文将针对地面三维激光扫描测量技术进行深入研究，分析其原理、应用及未来发展趋势。
二、地面三维激光扫描测量技术原理地面三维激光扫描测量技术，简称三维激光扫描技术，是一种基于激光测距原理的测量方法。
其基本原理是通过激光扫描仪发射激光束，扫描被测物体表面，利用激光测距原理获取被测物体表面各点的空间坐标信息，从而实现对物体三维形状的精确测量。
三、技术特点及优势地面三维激光扫描技术具有以下特点及优势：1. 高精度：激光测距技术具有较高的测距精度，可实现毫米级甚至亚毫米级的测量精度。
2. 高效率：地面三维激光扫描技术可以实现快速、大范围的数据采集，大幅提高工作效率。
3. 非接触式测量：避免了传统接触式测量方法可能对被测物体造成的损伤。
4. 数据处理能力强：可对大量数据进行快速处理，生成高精度的三维模型。
四、应用领域地面三维激光扫描技术在多个领域得到广泛应用，主要包括：1. 地质勘探：用于矿产资源勘探、地质灾害监测等领域。
2. 文物保护：用于文物古迹的三维数字化保护、修复等领域。
3. 城市规划：用于城市建筑、道路、桥梁等基础设施的三维测量与建模。
4. 其他领域：还包括林业、水利、农业等多个领域的应用。
五、技术应用及发展随着技术的不断发展，地面三维激光扫描技术在应用方面取得了显著进展。
目前，多站联合扫描、动态测量、实时数据处理等技术已得到广泛应用。
同时，随着人工智能、大数据等技术的发展，地面三维激光扫描技术将更加智能化、自动化。
未来，该技术将进一步拓展应用领域，提高测量精度和效率，为各行业提供更加强有力的技术支持。
六、结论地面三维激光扫描测量技术以其高精度、高效率的特点在多个领域得到广泛应用。
本文通过对该技术的原理、特点及优势的深入研究，分析了其在地质勘探、文物保护、城市规划等领域的应用情况。
《2024年地面三维激光扫描测量技术研究》范文
《地面三维激光扫描测量技术研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，地面三维激光扫描测量技术已成为众多领域中不可或缺的重要工具。
这种技术利用激光雷达技术进行快速、准确的三维数据获取，具有高精度、高效率等优点，被广泛应用于地质勘探、建筑测量、城市规划等多个领域。
本文将就地面三维激光扫描测量技术的原理、应用及研究进展进行详细探讨。
二、地面三维激光扫描测量技术原理地面三维激光扫描测量技术是一种基于激光雷达技术的三维数据获取方法。
其基本原理是通过激光扫描仪发射激光束，扫描地面及目标物体表面，并接收反射回来的激光信号，从而获取地物表面的三维坐标信息。
该技术具有高精度、高效率、非接触性等优点，能够快速获取大量数据。
三、地面三维激光扫描测量技术的应用1. 地质勘探：地面三维激光扫描测量技术可用于地质勘探，对地形地貌、地质构造等进行精确测量，为矿产资源开发、地质灾害防治等提供重要依据。
2. 建筑测量：在建筑领域，地面三维激光扫描测量技术可用于建筑物的形变监测、建筑结构分析等方面，为建筑设计和施工提供有力支持。
3. 城市规划：在城市规划中，地面三维激光扫描测量技术可用于城市三维建模、城市地形分析等方面，为城市规划、城市管理提供重要数据支持。
四、地面三维激光扫描测量技术研究进展随着科技的不断发展，地面三维激光扫描测量技术的研究也在不断深入。
目前，该技术的研究主要集中在以下几个方面：1. 数据处理算法研究：为了提高数据处理速度和精度，研究人员不断优化数据处理算法，如点云数据滤波、配准、分类等算法。
2. 扫描设备研发：为了满足不同领域的需求，研究人员不断研发新型的扫描设备，如手持式、车载式等激光扫描仪，以提高扫描效率和精度。
3. 多源数据融合：将地面三维激光扫描测量技术与其他传感器数据进行融合，如卫星遥感数据、无人机航测数据等，以提高测量精度和覆盖范围。
4. 应用领域拓展：随着技术的不断发展，地面三维激光扫描测量技术的应用领域也在不断拓展，如文物古迹保护、农业测绘等领域。
如何使用三维激光扫描技术进行地下空间的测量与规划设计
如何使用三维激光扫描技术进行地下空间的测量与规划设计地下空间的测量与规划设计是城市建设和规划中非常重要的一环。
传统的地下空间测量方法，如人工测量和总站测量，存在着测量效率低、精度有限等问题。
而随着科技的进步，三维激光扫描技术成为了地下空间测量与规划设计的一项重要工具。
本文将介绍如何利用三维激光扫描技术进行地下空间的测量与规划设计。
地下空间的测量是指通过各种测量手段获取地下空间的几何形状、结构特征、地形地貌等信息。
传统的地下空间测量方法需要人工操作，不仅费时费力，而且测量精度有限。
而三维激光扫描技术可以通过激光测距仪获取地下空间的三维点云数据，在保证高精度的同时，大幅度提高测量效率。
首先，利用三维激光扫描技术进行地下空间的测量，需要选用合适的激光扫描仪。
激光扫描仪可以通过扫描激光束在地下空间内反射的方式，获取大量离散的三维点云数据。
在选择激光扫描仪时，需要考虑扫描范围、测量精度、扫描速度等指标，以及是否具备数据后处理功能等。
通常情况下，选择具备高精度测量和数据后处理功能的激光扫描仪能够更好地满足地下空间的测量需求。
其次，地下空间的测量需要进行合适的扫描设置。
扫描设置包括扫描仪的位置、扫描分辨率、扫描角度等参数的选择。
一般来说，扫描仪应该尽量选择合适的位置，以保证能够较好地扫描到地下空间的各个角落。
同时，对于特殊地形或复杂结构的地下空间，还需要合理设置扫描角度，以获取更多的信息。
此外，扫描分辨率的选择应根据测量需求和扫描仪的性能来确定，过高的分辨率可能增加数据处理的难度，而过低的分辨率可能损失部分细节信息。
然后，进行地下空间的扫描操作。
在扫描过程中，激光扫描仪需要沿着预定路径进行扫描，并通过激光束与地下空间内的表面相互作用，测量各个点的坐标位置。
扫描仪通常会自动采集数据，并实时显示扫描结果。
在进行扫描操作时，需要注意保证扫描仪与地下空间的相对位置稳定，以避免数据的不准确性。
最后，对获取的扫描数据进行后处理。
《2024年地面三维激光扫描测量技术研究》范文
《地面三维激光扫描测量技术研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，地面三维激光扫描测量技术已经成为了众多领域中重要的空间信息获取手段。
这项技术以其高精度、高效率的特点，在地质、测绘、考古、城市规划等多个领域得到了广泛应用。
本文旨在深入探讨地面三维激光扫描测量技术的原理、方法及其应用，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、地面三维激光扫描测量技术原理地面三维激光扫描测量技术是一种基于激光测距原理的空间信息获取技术。
其基本原理是通过激光扫描仪发射激光束，扫描目标物体表面，并利用激光测距仪测量激光束与目标物体之间的距离，从而获取目标物体的三维空间信息。
该技术具有高精度、高效率、非接触性等特点，可以实现对复杂环境的快速扫描和精确测量。
三、地面三维激光扫描测量方法1. 现场数据采集：在进行地面三维激光扫描测量时，首先需要在现场进行数据采集。
这一过程需要使用激光扫描仪对目标物体进行全方位的扫描，获取其表面的三维空间信息。
在扫描过程中，需要保证扫描仪的稳定性和扫描速度的合理性，以确保数据的准确性和完整性。
2. 数据预处理：完成现场数据采集后，需要对获取的数据进行预处理。
这一过程包括去除噪声、数据配准、滤波等操作，以提高数据的精度和可靠性。
3. 三维模型构建：经过预处理后的数据可以用于构建目标物体的三维模型。
这一过程需要使用专业的三维建模软件，将预处理后的点云数据转换为三维模型，实现对目标物体的精确表达。
4. 数据分析与应用：构建完三维模型后，可以进行各种数据分析与应用。
例如，可以通过对模型进行测量、分析、可视化等操作，实现对目标物体的尺寸、形状、结构等信息的获取和分析。
同时，还可以将三维模型应用于地质勘探、城市规划、考古研究等领域。
四、地面三维激光扫描测量技术的应用1. 地质领域：地面三维激光扫描测量技术可以用于地质勘探、矿山测量等领域。
通过扫描地质体表面，获取其三维空间信息，可以实现对地质体的精确表达和分析，为地质研究和矿产资源开发提供重要支持。
三维激光扫描技术在地下空间测量中的应用
三维激光扫描技术在地下空间测量中的应用发布时间：2023-02-17T01:51:18.212Z 来源：《科技新时代》2022年19期作者：潘进琦[导读] 随着大量人口涌入城市，造成了城市规模的扩大，很多城市对使用空间的需求也相应提高。
潘进琦新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一地质大队新疆维吾尔自治区昌吉市 831100摘要：随着大量人口涌入城市，造成了城市规模的扩大，很多城市对使用空间的需求也相应提高。
当前，人们越来越多地选择地下交通设施，地下人防工程，地下停车场；地下购物中心的各种不同的地下空间正在快速增长。
通过对地下空间的测量，可以为地下空间的空间规模、用途和位置提供基本的资料，为以后的空间定位提供依据。
准确、快捷地获得地下空间资料是非常必要的，所以对地下空间进行有效的测量是非常有意义的。
关键词：三维激光扫描技术；地下空间；测量；应用 1三维激光扫描技术概述三维激光扫描技术作为近年来新兴的测绘技术，可以方便、高效地获取密集点云数据，重建物体的三维模型。
它已广泛应用于古建筑保护、考古测量、工业制造、结构测量、河堤测绘、公路桥梁、房屋建筑路基测绘等方面。
与传统的测量方法相比，3D激光扫描技术不需要触摸整体目标，可以快速、清晰地获得整体目标数据信息，具有密度大、精度高的特点。
它适用于大规模、复杂的物体表面测量和物体某些细节的测量，以及对整个目标表面、横截面、横断面、体积、等高线图等的测量，为测量人员打破传统测量技术提供了一种新的数据采集方法。
此外，3D激光扫描技术可以穿透到复杂的环境中进行实际的扫描操作，并高效地获得大尺度和高像素的被测物体表面的3D坐标数据信息。
三维激光扫描在地下空间测量中的关键技术可以更好地获取地下空间数据信息，提高工作效率。
3D激光扫描测量的关键技术方面包括以下主要设备：首先，3D激光扫描仪，它在实时控制测量距离，并根据实际需要一步一步地促进激光看到正确的道路方面发挥着更大的作用，然后旋转扫描，并即时高效地调整方位误差。
三维激光扫描技术在城市地下空间测量中的应用研究
三维激光扫描技术在城市地下空间测量中的应用研究摘要：随着科技的不断发展，我干呕的测量技术也在不断的完善，为验证三维激光扫描技术在城市地下空间测量中应用的可行性，本文在实验基础上，叙述其应用的过程、点云拼接的方法、工作效率，推证评定扫描精度的原理等。
实验结果表明，扫描测图和全站仪测图比较，外业工作的时间前者是后者的1/3，内业成图时间后者是前者的3倍，前者的平面精度为2．6cm，后者为4．6cm，证明三维激光扫描技术不但可用于城市地下空间测量，而且具有较高的效率。
关键词：三维激光扫描仪；地下空间测量；精度引言随着我国经济水平的快速发展，城市化进程也显著加快，随之而来的一些城市问题开始显现出来，如人口密度增加、交通拥堵、环境污染，甚至基本的公共生活设施难以保障。
如何解决上述问题，是城市进一步发展的前提。
近年来，城市地下空间的开发和利用开始走入人们的视野。
城市地下空间的有效利用，在一定程度上有效地解决了城市发展过程中出现的问题。
地面三维扫描技术作为时代的潮流应运而生，它的出现有效地解决了上述问题，成为城市地下建设不可或缺的重要成员。
1三维激光扫描技术三维激光扫描技术通过发射激光脉冲信号对实物进行扫描获取信息，然后通过计算信号发出和接收的时间差确定扫描物距测量点的位置，并同时根据扫描仪旋转的角度，将实物呈现到设备定义的三维空间坐标系中，反映给施工者。
其工作原理图如图1所示。
三维激光扫描技术作为一种高新技术，集光、电、机和计算机为一体，具有扫描速度快、测量范围大、精度高的特点，可在水平面360°，垂直90°~270°范围内扫描。
且激光具有穿透性，可扫描被透明介质遮挡的实物。
对于体积较为庞大的实物，可以通过布置多个标靶进行扫描，获得不同视角的数据，通过拼接的方法得到实物的全图。
2地下空间结构测绘中的应用采用三维激光扫描技术，通过发出的脉冲信号进行探测，可真实地还原实物的原貌，相对于以上方法，具有操作简单、快捷、准确的特点。
地下空间三维激光扫描智能化成像系统
地下空间三维激光扫描智能化成像系统张达;陈凯;马志【摘要】本文针对矿山地下空间形态扫描的需要，提出了一种三维激光扫描智能化成像系统，重点攻克了三维激光扫描系统中防护、自适应扫描、点云数据拼接等技术难题。
为了验证整个系统在地下空间形态扫描的适应性，选择安庆某矿山进行试验，试验结果表明三维激光扫描仪系统完全能够胜任地下空间形态扫描的需要，同时自适应扫描方式相对于常规的扫描方式更加具有优势。
%An underground intelligent 3D laser scanning system is introduced for the purpose to obtain the data of underground space of mine .This paper have solve the protection、self-adapt scanning、registration of point data technology problem on underground intelligent 3D laser scanning system .To verify if underground intelligent 3D laser scanning system solve the real problem in mine ,this paper choose a mine in Anqing to have experiment ,the experiment result shows the system can satisfy the mine need and obtain precise point cloud data ,and the self-adapt scanning way have obvious advantage compared with the normal scanning w ay .【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2014(000)0z1【总页数】7页(P207-212,224)【关键词】地下空间;激光扫描系统;自适应扫描【作者】张达;陈凯;马志【作者单位】北京矿冶研究总院，北京100160;北京矿冶研究总院，北京100160;北京矿冶研究总院，北京100160【正文语种】中文【中图分类】P23我国对于地下空间的了解，远不及对于地表及太空的了解全面和深刻。
基于三维激光扫描技术的建筑物地下室测量方法
基于三维激光扫描技术的建筑物地下室测量方法
徐尚政;朱日俊
【期刊名称】《工程建设》
【年(卷),期】2024(56)5
【摘要】现行建筑物地下室测量方法在实际应用中效果不佳,其测量值与实际值相差较大。
针对现行方法存在的不足与缺陷,提出基于三维激光扫描技术的建筑物地下室测量方法。
通过对建筑物地下室进行三维激光扫描,获取地下室空间点云数据,采用统计滤波算法处理地下室点云数据滤波,利用两站配准方法处理地下室点云数据,建立建筑物地下室三维空间模型,实现基于三维激光扫描技术的建筑物地下室测量。
试验表明:该设计方法皮尔逊相关系数大于0.9,能够实现对建筑物地下室的精准测量。
本文成果可为地下室测量效率和精度的提升提供一定的借鉴与参考。
【总页数】5页(P63-66)
【作者】徐尚政;朱日俊
【作者单位】浙江省金华市测绘院
【正文语种】中文
【中图分类】TP274.5
【相关文献】
1.基于三维激光扫描技术的建筑物立面测量方法研究
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3.基于三维激光扫描技术的建筑物立面测量方法
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维激光扫描和BIM技术的建筑物立面图测量方法研究5.基于三维激光扫描的高层建筑物地基沉降测量方法分析
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典型地下空间穿戴式三维激光扫描精度分析
典型地下空间穿戴式三维激光扫描精度分析目录1. 内容描述 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (4)1.3 研究方法和技术路线 (5)2. 地下空间概述 (6)2.1 地下空间的重要性 (7)2.2 地下空间的特点 (8)2.3 地下空间的应用 (9)3. 三维激光扫描原理和技术 (11)3.1 三维激光扫描简介 (12)3.2 激光扫描设备 (13)3.3 扫描数据的处理技术 (14)4. 穿戴式三维激光扫描系统 (15)4.1 系统组成 (17)4.2 系统工作原理 (18)4.3 系统技术特点 (19)5. 穿戴式三维激光扫描精度分析 (20)5.1 误差源分析 (22)5.1.1 设备误差 (23)5.1.2 系统构造误差 (24)5.1.3 环境影响误差 (25)5.2 精度测试方法 (26)5.2.1 静态测试 (27)5.2.2 动态测试 (28)5.3 精度分析结果 (29)5.3.1 测试数据整理 (31)5.3.2 误差统计分析 (31)5.3.3 误差趋势分析 (33)6. 精度提升策略 (34)6.1 仪器校准和标定 (34)6.2 系统优化设计 (35)6.3 环境适应性增强 (37)7. 案例分析 (39)7.1 案例背景 (40)7.2 案例选取标准 (40)7.3 精度分析结果对比 (41)8. 结论与展望 (42)8.1 研究成果 (44)8.2 存在的问题与挑战 (45)8.3 未来研究方向 (46)1. 内容描述本文档旨在深入分析和研究典型地下空间的穿戴式三维激光扫描技术的精度表现。
通过对该技术原理、方法、应用场景及实际测量数据的详细阐述，全面评估其在地下空间规划、设计、施工及后期运营维护中的精度可靠性。
技术原理简介：简要介绍穿戴式三维激光扫描技术的基本原理及其工作方式。
测量方法与步骤：详细描述如何利用该技术进行地下空间的三维数据采集。
精度影响因素分析：探讨影响精度的各种因素，如环境条件、设备性能等。
无人机三维激光扫描技术在地下采空区探测中的应用研究
无人机三维激光扫描技术在地下采空区探测中的应用研究摘要：在采用空场法或嗣后充填法开采的地下金属矿山，广泛分布着形态各异且空间规模不等的采空区。
采空区的存在极易引发大规模透水、坍塌、冒落等灾害，致使矿山开采条件恶化，因此采空区是矿山亟需治理的危险源之一。
由于地下采空区的位置、空间形态、规模往往异常复杂，在采空区处理过程中，实现空区三维形态的精准探测，可为制定安全、有效的采空区治理方案提供可靠依据。
关键词：采空区探测无人机三维激光扫描地下矿山引言三维激光扫描技术的推出，是在以往GPS空间定位系统基础上的一次技术突破，其直接打破了以往传统测量的方式，直接解决激光扫描的形式，可对大面积范围进行高分辨率扫描，并以此形成对象表明的三维坐标数据。
近年来，三维激光扫描技术开始被广泛的运用在工程、地质地形测量、建筑和文物保护以及断面体积测量等多个方面。
以往为常用的地形地质测量方式主要是CPS-RTK测图以及数字摄影等多种方式，而采用此类方式所需的工作量普遍较大，并且所在的地形较为险峻，通常对此类地区显得非常无力。
而采用三维激光扫描，则能够对地表点实施高密度、高精度以及高速度的测量，加大减少外业工作时间，提升了测量工作的效率。
1金属矿山采空区的特征由于矿体的形态规模以及采矿时所用方法存在的差异，这便形成了不同的采空区类型。
然而，处理不同的采空区类型的方法也是有所差别的，以及它们的危害情况也不尽相同。
通常可以将金属矿山的采空区分为三种基础类别，即崩落模式、空场式以及充填式的采空区，空场模式下的采空区则是这三种基础类别中的主要模式。
从理论上分析，崩落法采空区在实际的生产过程中，由于金属矿山围岩的稳固特征，其发生崩落后便产生了采矿区。
然而充填法这种模式，理论上是没有采空区的，它其实是在开挖矿房之后，短暂出现的一种采空区。
在填充时未接顶的情况下，也会有一些剩余的采空区出现，当进行填充这些没有进行处理的采空区时，就形成了一种空场模式下的采空区。
如何使用激光扫描仪进行地下空间测量
如何使用激光扫描仪进行地下空间测量激光扫描仪是一种高精度的测量工具，在地下空间测量领域有着广泛的应用。
本文将探讨如何通过激光扫描仪进行地下空间测量，并介绍其在地下工程中的重要性。
一、激光扫描仪工作原理激光扫描仪利用激光器发射激光束，经过被测目标后，接收器接收反射回来的激光信号，并通过计算机进行数据处理和图像重建。
这种技术可以实现对地下空间的快速、准确的三维测量。
二、激光扫描仪在地下空间测量中的应用激光扫描仪在地下空间测量中有着广泛的应用。
例如，在地下矿山、地铁隧道等工程中，激光扫描仪可以对地下空间进行高精度的三维测绘，帮助工程师更好地设计和规划地下工程。
此外，激光扫描仪还可以用于地下管道的检测和维护，通过对地下管道进行扫描，可以及时发现管道的破损和漏水等问题，提高了地下管道的安全性和可靠性。
三、激光扫描仪在地下工程中的重要性地下工程作为现代城市建设的重要组成部分，对激光扫描仪提出了更高的要求。
激光扫描仪可以快速扫描地下空间，并生成高精度的三维模型，为地下工程的设计和施工提供了重要的参考数据。
传统的测量方法需要时间和人力成本较高，并且精度有限，而激光扫描仪可以在短时间内完成大范围的测量，并且精度高，大大提高了地下工程的效率和质量。
四、激光扫描仪使用中的注意事项使用激光扫描仪进行地下空间测量需要注意以下几点：首先，需要选择合适的激光扫描仪，不同类型的激光扫描仪适用于不同的测量环境和需求；其次，需要保证测量过程的稳定性，避免因为外界干扰导致测量结果不准确；最后，需要合理设置扫描参数，如扫描分辨率、扫描速度等，以确保测量结果的精度和效率。
五、激光扫描仪的发展趋势随着科技的不断进步，激光扫描仪的性能和功能也在不断提升。
未来，我们可以预见激光扫描仪会更加小巧便携、使用更简单、性能更稳定，能够更好地满足地下空间测量的需求。
同时，激光扫描仪的应用领域也将更加广泛，不仅可以在地下工程中使用，还可以应用于考古研究、文物保护等领域。
基于三维激光扫描技术的城市地下空间三维建模
基于三维激光扫描技术的城市地下空间三维建模张照杰1，张宏波1，李 娜1（1.正元地理信息集团股份有限公司，浙江 德清 313200）摘 要：以某地下停车场为例，将三维激光扫描仪应用于城市地下空间三维建模中，详细介绍了点云数据采集、配准、着色、除噪、建模的方法与流程，检验了三维模型的测量精度。
实践表明三维模型精度能够满足地下空间建筑物测绘相关规范的要求，生产效率得到较大提高，对城市地下空间三维建模具有借鉴意义，值得推广应用。
关键词：三维激光扫描技术；城市地下空间；三维建模中图分类号：P208 文献标志码：B文章编号：1672-4623（2021）06-0089-03城市地下空间是数字孪生城市的重要组成部分，其空间位置和内部建筑设施布置等站点信息已成为城市管理部门建立地下空间地理信息系统必须要掌握的重要内容之一，典型的地下空间包括地下商业街、地下停车场、人防工程、地铁站等。
在对地下空间的建筑物三维建模过程中，由于缺少现势性强的二维竣工图作为参考，且地下空间要素众多，地下空间三维建模将比地上更加难以开展。
随着现代高精度测量技术的发展，三维激光扫描技术逐步应用于地下空间测绘领域，三维激光扫描仪[1-4]可以在复杂的地下空间环境中进行扫描作业，采用非接触测量精确地获取被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据，该技术应用于城市地下空间的三维建模中具有无可比拟的优势。
1三维激光扫描技术优势分析1.1 三维激光扫描技术原理三维激光扫描技术原理和全站仪测距测角的原理类似，主要不同点在于三维激光扫描采用非接触方式，通过发射高速激光束高精度扫描测量物体表面，同时记录大量的密集点云数据，快速获得空间点位三维信息，具有采集高精度、高分辨率、速度快、非接触式测量等优势。
三维激光扫描仪采集到的点云数据是以特定坐标系统为基准的，通常称为扫描坐标系，定义为坐标原点位于激光束发射处，X 轴为仪器的横向扫描面水平转动轴的零方向，Z 轴位于仪器的竖向扫描面内天顶方向，Y 轴位于仪器的横向扫描面内，与X 轴、Z 轴构成右手坐标系，如图1所示。
地下空间勘查中的激光扫描技术
地下空间勘查中的激光扫描技术随着城市化进程的加速，城市地下空间的开发和利用日益受到重视。
地下空间勘查作为确保地下工程安全、高效建设和运营的重要环节，其技术手段也在不断创新和发展。
激光扫描技术作为一种先进的非接触式测量技术，在地下空间勘查中发挥着越来越重要的作用。
激光扫描技术的工作原理是通过向目标物体发射激光束，并接收反射回来的激光信号，根据激光的飞行时间或相位差等信息，精确测量目标物体与扫描仪之间的距离。
同时，扫描仪还可以记录激光束的水平和垂直角度，从而获取目标物体表面的三维坐标信息。
通过对大量点云数据的处理和分析，可以构建出高精度的三维模型。
在地下空间勘查中，激光扫描技术具有诸多优势。
首先，它能够快速、高效地获取大量的空间数据。
相比传统的测量方法，如全站仪测量，激光扫描可以在短时间内对大面积的地下空间进行扫描，大大提高了工作效率。
其次，激光扫描技术具有高精度的特点。
可以精确到毫米级甚至更高的精度，能够满足地下空间勘查对精度的要求。
此外，激光扫描技术是一种非接触式测量方法，不会对被测物体造成损害，适用于各种复杂的地下环境。
地下空间的类型多种多样，包括地下停车场、地下商场、地铁隧道、地下管廊等。
针对不同类型的地下空间，激光扫描技术的应用场景也有所不同。
在地下停车场的勘查中，激光扫描技术可以精确测量停车位的尺寸、通道的宽度和高度等参数，为停车场的规划和设计提供准确的数据支持。
同时，还可以检测停车场的结构变形和病害情况，及时发现安全隐患。
地下商场通常空间较大、结构复杂，激光扫描技术可以快速获取商场的整体布局和内部结构信息，为消防疏散通道的设计、通风系统的优化等提供依据。
对于地铁隧道，激光扫描技术能够检测隧道的轮廓变形、衬砌裂缝等病害，为隧道的维护和安全运营提供保障。
通过定期扫描，可以及时掌握隧道的健康状况，采取相应的维护措施。
地下管廊中分布着各种管道和线缆，激光扫描技术可以清晰地展现管廊的内部空间结构，帮助管理人员准确掌握管道的位置、走向和间距，便于进行管道的维护和更新。
三维激光扫描技术在地下空间三维建模中的实践分析
三维激光扫描技术在地下空间三维建模中的实践分析发布时间：2021-01-20T15:14:26.290Z 来源：《基层建设》2020年第26期作者：黎金峰廖琦[导读] 摘要：分析三维激光扫描技术的基本原理，基于三维激光扫描技术，通过三维建模的方式对地下空间进行测绘。
中电建华东勘测设计院（深圳）有限公司广东深圳 518000摘要：分析三维激光扫描技术的基本原理，基于三维激光扫描技术，通过三维建模的方式对地下空间进行测绘。
结合实际案例对该技术的应用情况进行综合分析评价，讨论实现地下空间的测绘精度、有效性提升的可能方向。
关键词：三维激光扫描技术；地下空间；三维建模在城市地下空间快速发展的形势下，应用三维激光扫描技术，可提高地下空间的测绘的效率。
三维激光扫描技术能突破单点测量效率低这一弊端，它通过非接触测量的方式获取被测对象的几何信息，基于点云数据快速分析和处理，实现地下空间的准确测绘。
因此，研究三维激光扫描技术在地下空间三维建模中的实践操作，其从空间模拟、表面信息处理等角度进行优化的可能性，能提升地下空间三维建模的作业效率[1]。
1.三维激光扫描技术的基本原理分析三维激光扫描技术通过非接触的方式，采用高速激光束对物体的表面信息进行扫描，记录密集点云数据。
配合内业在计算机上的配套软件处理，可大面积、高分辨率地快速建立三维模型，从而实现对测绘对象的准确定位与分析[2]。
在扫描获取的点云数据中建立扫描坐标系，以发射激光束的位置为坐标的原点，X轴为水平转动轴的零方向，Z轴为空间测绘中的天顶方向，Y轴与X轴、Z轴建立三维坐标关系，其坐标轴如下：图1 三维激光扫描点云坐标轴其中，为扫描中的竖直角，S是三维坐标原点与监测点之间的距离。
搭建的扫表坐标如下：2.三维激光扫描技术在地下空间测绘中的应用流程用三维激光扫描技术对地下空间进行扫描，是通过获取对象表面的点云数据，使用相关软件进行点云拼接，通过控制测量引入坐标，进而得出地下空间的表面状况，在此基础上实现快速的三维建模与分析[3]。
三维激光扫描技术在地下空间测量中的应用
三维激光扫描技术在地下空间测量中的应用
李嘉禾;李国柱;赵子龙;陈舫益
【期刊名称】《城市勘测》
【年(卷),期】2022()3
【摘要】三维激光扫描技术是一门近几年来在不断飞速发展的新兴测量技术,其在地下空间测量中具备一些传统测量技术难以比拟的技术优势。
文章中以昆明市2020年地下空间普查项目为例,讨论了基于徕卡RTC360及配套软件的点云数据采集,点云数据处理以及点云质量控制三个关键技术点。
同时论证了三维激光扫描技术在地下空间测量中的适用性和优越性。
【总页数】5页(P109-113)
【作者】李嘉禾;李国柱;赵子龙;陈舫益
【作者单位】昆明理工大学国土资源工程学院;云南海钜地理信息技术有限公司;云南省测绘产品检测站
【正文语种】中文
【中图分类】P258;P225.2
【相关文献】
1.浅析地面三维激光扫描技术在城市地下空间测量中的应用
2.三维激光扫描技术在城市地下空间测量中的应用研究
3.三维激光扫描技术在地下空间设施普查测量中的方法研究
4.三维激光扫描技术在西宁市城市地下空间测量中的应用
5.三维激光扫描在地下空间测量中的应用研究
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采空区探测结果
BGRIMM
二、三维激光扫描产品国内外现状
英国MDL公司的C-ALS系统
北京矿冶研究总院的 C-ALS系统
BGRIMM
二、三维激光扫描产品国内外现状
英国MDL公司的C-ALS系统
C-ALS街区探测结果
BGRIMM
二、三维激光扫描产品国内外现状
加拿大Optech公司的CMS系统
BGRIMM
方案
使用三维激光扫描仪可非接触式测量，并通过与 矿山地形数据融合，直观、精确地反映采空区位 置和形态，为采空区分析、监测、治理提供有效 手段。 采空区剖面切分与数据分析
BGRIMM
一、矿山进行精确形态探测的意义
巷道三维建模及工程验收
巷道建模是矿山数字化的基础 进行车辆调度控制，井下数字地图是保障 智能化井下车辆需要对于巷道进行探测，防止碰撞 使用三维激光扫描仪可进行精确的巷道三维建模和探测，为数字矿山、智能采矿奠定数据基础 使用高精度三维扫描数据可为矿山巷道工程验收提供技术支撑
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一、矿山进行精确形态探测的意义
露天边坡及危岩体监测 难题
露天边坡监测最危险滑移面难确定 离散监测点很难具有代表性 要求全天候监测 精度要求高 矿山粉尘严重，能见度低 灰尘严重的监测 现场条件
方案
使用长距离三维激光扫描仪对边坡或危岩 体进行长期监测。激光测量具备较强灰尘、 雾气穿透能力，测量精度高，测量速度快， 可实现大区域高空间分辨率距离测量，通 过多次测量配准和对比计算滑移面。 露天边坡滑移情况统计 三维激光测量系 统可较好克服灰 尘影响
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五、应用案例
BLSS-PE在西藏甲玛采空区群探测中的应用 应用背景
甲玛矿着力建设成为国际 化、数字化的一流矿山, 基于此，矿山数字化建模 至关重要。三维空区模型 是对矿山采空区进行数字 化、信息化的依据。 铜山4650平硐1号、2号、 3号、4号、5号副采场已 经形成采空区，具备空区 扫描条件；3号穿脉、5号 穿脉正在回采，不具备扫 描条件。
地下空间三维激光扫描 智能化探测技术
北京矿冶研究总院 BGRIMM
Beijing General Research Institute Of Mining & Metallurgy
张达 博士 矿山工程研究设计所 副所长
E:zhangda@确形态探测的意义 二、三维激光扫描产品国内外现状 三、BLSS-PE矿用三维激光扫描测量系统 四、研发基础及技术支撑平台 五、应用案例
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四、研发基础及技术支撑平台
矿山工程研究所
首批成立的采、选、冶三大主 体研究设计机构之一 致力于矿山安全、高效、清洁 开采技术研究 数字矿山工程/采矿工程/岩土 工程/安全工程/信息化工程的 技术研发与工程一体化服务 研发92人，其中教授8人，高 级工程师35人，博士15人，国 务院政府特殊津贴3人
BLSS-PE矿用便携式三维激光扫描仪内部结构
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三、矿用三维激光扫描测量系统
矿用三维激光扫描仪控制器
控制器组成： • • • • • • • 专业的外观 交流供电模块 电池供电模块 电量指示模块 无线路由模块 电源切换模块 航空接头
BLSS-PE矿用三维激光扫描仪控制器外观
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一、矿山进行精确形态探测的意义
尾矿库三维建模 难题
尾矿坝形态仅通过坡度、坡角来粗略定义 坝体监测多采用离散监测点，典型性不足
方案
使用三维激光扫描仪 可进行尾矿库精确三 维建模，得到精确的 干滩、坝体三维形态， 长时间监测可得到变 形信息，用于尾矿库 的三维可视化显示和 坝体稳定性分析评价。
LPM系列 （长距离）
VMX系列 （车载）
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二、三维激光扫描产品国内外现状
奥地利RIEGL公司地表三维激光扫描仪
由于防护问题和技术差异，该公司仪器仅用于地表矿山监测和三维扫描
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二、三维激光扫描产品国内外现状
英国MDL公司的C-ALS系统
C-ALS钻孔式采空区探测系统
采空区探测示意图
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三、矿用三维激光扫描测量系统
三维激光扫描主机
三维激光扫描主机采用专业的工业设计，黑黄相间，体现产品的质感
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三、矿用三维激光扫描测量系统
三维激光扫描主机原理及组成
工作原理： 距离+角度信息+ 倾角修正，计算 空间三维坐标。 • • • • • • • 系统组成： 主结构件 防护外壳 激光测距传感器 位置反馈编码器 径向驱动系统 轴向驱动系统 倾角传感器
数字矿山建设的数据来源
扫描的采空区、溜井、巷道可以作为数字矿山模型的来源，可以改善模型的精度 与提高数字矿山建设的效率
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三、矿用三维激光扫描测量系统
智能化盲区识别方法
输入点云 构建KD-Tree搜索K-近邻 数据点的法矢估算 边界点的检测 边界线的连接 结束
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三、矿用三维激光扫描测量系统
BGRIMM
三、矿用三维激光扫描测量系统
数据展示与处理平台
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三、矿用三维激光扫描测量系统
提供多种安装方式
使用转接头安放在三脚架上
使用延长杆安放在废石上
使用延长杆安放在三角架上
BLSS-PE矿用三维激光扫描仪提供多种安装方式，同时不需要整平，非常适用现 场各种复杂环境
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一、矿山进行精确形态探测的意义
矿山事故现场探测 事故调查分析
难题
矿山事故现场需要能够量化描述的技 术手段 事故现场条件恶劣，需要非接触测量
方案
使用长距离三维激光扫描仪对事故现场进 行快速高精度扫描，进而可以进行距离测 量、形态分析、稳定性分析、方量计算等， 为事故处理提供有效依据。 溃坝事故三维扫描结果及溃口宽度查询结果
延长杆弯曲时标定靶中心连线与BLSS光轴不平行， 造成测量误差
方案
在BLSS-PE前端靶标后方安装一个激光发射 器 调整可移动接收靶直至激光射至中心 采用测绘手段测量前后靶标坐标参与计算
激光发射器
调整可移动标定靶
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三、矿用三维激光扫描测量系统
数据展示与处理平台
支持触摸屏操作模式 轻量化设计 基于Wi-Fi与扫描仪进行数 据通信 支持二进制数据存储 支持数据剖分 支持盲区圈定 支持体积计算、距离计算 完全自主知识产权
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一、矿山进行精确形态探测的意义
爆破效果分析评价 难题
爆破效果缺少有效的量化评估手段 爆破现场条件恶劣 爆破现场安全性差，需要非接触测量
方案
使用高精度三维激光扫描仪对爆破现场进 行扫描，并与矿体模型进行比较，就可以 计算出过爆、欠爆情况，为爆破优化和损 失贫化率分析提供依据。 爆破后形态测量结果与矿体模型比对示意图
三、矿用三维激光扫描测量系统
专用快速装卸延长杆
采空区三维激光探测示意图
采空区三维激光探测延长杆
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三、矿用三维激光扫描测量系统
专用快速装卸延长杆
延长杆与BLSS-PE高强度对接 延长杆快速级联 延长杆固定装置
延长杆与三脚架安装
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三、矿用三维激光扫描测量系统
高精度标定系统 难点
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一、矿山进行精确形态探测的意义
残矿量分析评价
在爆破效果分析评价的基础上，可进行残矿量分析，指导精细化采矿。
爆破后形态测量结果与矿体模型比对示意图
爆破后形态测量结果与矿体模型比对示意图
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二、三维激光扫描产品国内外现状
奥地利RIEGL公司地表三维激光扫描仪
Vz系列 （高速）
LMS系列 （与视频结合）
科技部组织专家评审意见
研制了具有自主知识产权的矿山三维激光扫描测量系统 开发了三维软件平台，实现采空区的智能安全分析 该成果总体技术达到了国际先进水平，填补国内空白
四、研发基础及技术支撑平台
北京矿冶研究总院
1956/1999 14/16/2/1 4000/1000/3 最大的综合性研究设计机构 矿山板块/机电板块/材料板块 4.5万平米的矿冶总院研发中心 数字矿山、智能采矿 采选冶装备及工程总包 采选冶仪器与信息化平台 产业化基地
车载三维激光扫描方式进行巷道三维重建
井下巷道三维重建效果
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一、矿山进行精确形态探测的意义
采空区稳定性分析 难题
采空区稳定性差，进入存在安全风险 无法非接触测量，缺乏有效评估手段
方案
使用三维激光扫描仪 对采空区进行多次激 光扫描，可确定采空 区的变形情况，结合 地质资料、微震监测 信息等，分析判定采 空区安全状态。 BLSS-A井下采空区 激光探测机器人 采空区垮塌事故 现场照片
空间扫描分辨率优化技术
k
1 (a l ) (b l ) (c d )
传统等布局扫描方法
自适应空间分辨率扫描方法
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三、矿用三维激光扫描测量系统
空间扫描分辨率优化技术 通过空间分辨率优化技术，可大幅提高扫描效果
等步距角采空区扫描
空间分辨率优化采空区扫描
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陡峭段 浆砌石初期坝 平台 Γ5
尾矿库三维形态探测结果
Γ3 Γ4
基岩
干滩
Γ1 Γ1
尾矿砂
Γ2
Γ6
尾矿库三维形态探测的剖面数据
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一、矿山进行精确形态探测的意义
采空区三维建模 难题
采空区形态无合适工具可进行精确探测 老矿山采空区地质资料缺失 采空区治理中缺乏评估手段 采空区的精细化三维模型是进行安全分析的数 值计算的前提 国内某金属矿的采空区形态探测结果