三维激光扫描在矿山安全监测平台中的应用

摘要：针对矿山安全监测的需求，本文利用三维激光扫描技术为露天矿山安全监测平台提供三维的可视化实时监控场景。案例研究表明，利用三维激光扫描技术，可以率、*精度的构建矿山安全监测三维可视化平台，可实现新*代物联网条件下矿山安全的多源监测技术的集成。

关键词：三维激光扫描；矿山；安全监测

*、矿山安全监测

矿产资源在目前阶段是*上发展社会经济的重要的基础资源，也是人民生活水平提升的物质基础*。矿产资源具有稀缺性和的特点，因此也是人类宝贵的自然财富。矿产资源的开发过程中不可避免的会伴生各种矿山灾害，比如地表塌陷、边坡滑坡、井下透水、瓦斯浓度过*等。因此，在矿山安全生产过程中必须遵循“安全、预防为主、综合治理”的安全生产方针^[1]。而矿山安全监测也日益受到*和企业的重视。

矿山安全监测的方法和手段很多，是*个复杂且庞大的系统工程。矿山安全监测涉及到不同种类的矿山如露天矿、地下矿、煤矿、金属矿等，矿山安全监测涉及到各种传感器，包括位移、应力、压力、气象、水文、气体浓度、热量等，涉及的仪器设备包括压力计、张力计、测量机器人、GNSS接收机、温度计、浓度计以及遥感卫星、无人机等^[2]。矿山安全监测的方式也是综合各种传感器的信息加上趋势分析进行判断和预警。因此，在矿山安全监测中，*个集成多源传感器并能进行在线实时综合分析的安全监测平台是矿山安全监测中的重要技术支撑。随着物联网技术的发展，矿山安全监测平台也逐步朝着智能三维可视化的方向发展。

二、三维激光扫描技术

三维激光扫描技术是*种利用激光测距原理进行快速、准确的空间三维测量的新技术^[3]。该技术与传统手段相比，具有获取数据速度快、获取数据的精度*和获取的数据信息量丰富等特点。除了传统的空间坐标信息，三维激光扫描技术还可以获取目标对象的纹理信息和反射率信息。因此该技术的出现也被称为是测量技术从单点测量到面测量的*个飞跃^[4]。此外，该技术在成果表现形式上，具有成果种类丰富的特点，因此该技术广泛的受到了各个行业和领域的关注。目前在传统测绘、文化遗产保护、工业设计、智慧城市、工厂设计、军事分析等领域都有了*定的研究和应用^[5]。

三维激光扫描技术按照工作原理可分为脉冲式与相位式两类。脉冲式以点脉冲激光按照飞行时计算距离；相位式以连续的相位激光波通过相位差实现测距。由于三维激光扫描采集的点云速度快、数据量很大，形成的目标对象的表面密集的三维点集数据通常形象的被称作点云^[6]。

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