背景

目前我国矿山系统因资源枯竭功能受到限制,对矿山产业的发展十分不利。可通过利用建筑物模型与地面分层相结合来建模、匹配及融合,进而对矿山塌陷区的经济和生态环境进行合理评价,并对塌陷导致的地面裂缝、土地侵蚀展开分析,清楚了解塌陷区建筑物被破坏等地质灾害情况。目前, LiDAR技术已被应用于基础测绘、数字城市、工程测量、文物保护和变形监测等领域。LiDAR扫描可以获取三维点云数据, 精度达到毫米级, 在矿区高精度数字高程模型(digital elevation model, DEM)提取方面具有独特优势。

传统方式的局限

如果采用全站仪进行测量,需先建立控制网,然后进行碎部测量,再使用CAD软件绘制成大比例尺地形图。其工作量大、花费时间长,且所需工作人员多,测量条件艰苦。此外,矿区边缘往往比较难以实地测量,在对矿体边缘进行精确测量时,偶有落石、落矿等情况发生,每一次的测量都面临极大的挑战。

数字绿土矿山行业应用案例

场景一:矿山测量

地点:某煤矿

时间:2018年11月

测区大小:70m*80m

作业环境:扬尘

成果要求:地形图、矿储量计算

采集设备:Libackpack 50

6kg轻便背负

3-5cm绝对精度

测程100m

SLAM实时技术

多平台车载步行

10万㎡/小时

作业过程:

人员:1人

采集过程:2分钟

处理软件:LiDAR360

数据一键导入,无需转化、拼接

去噪预处理:10分钟

LiDAR360软件>体积量测

计算得出矿堆的体积:2分钟

精度验证:

Riegl VZ400扫描所得体积为576.3m3

LiBackpack扫描所得体积580.3m3

差值是4m3

误差率是0.07%。

传统方式 三维扫描
采集方式 接触式 远距离非接触
外业采集 1小时 2分钟
内业处理 1小时 10分钟
人员投入 1-2人 1人
人员负担 步行8公里 背负
精度 <2cm <3cm
提高至少5倍效率,减少人力工作强度

场景二:中空测量

地点:某煤矿

时间:2017年8月

测区大小:700m*270m

作业环境:阴雨,海风

成果要求:地形图、矿储量计算

采集设备:LiAir 220

单机日测2平方公里

0.1度姿态精度

2KM巡航半径

测程70m360度水平视野

30万pts/秒

适配自研软件

一键式操作,自动巡航

处理软件:LiDAR360

数据一键导入,无需转化、拼接

去噪预处理:10分钟

LiDAR360软件>体积量测

计算得出矿堆的体积:10分钟

传统的测绘技术在对矿山地形测量过程中,由于测量面积较大、矿山植被覆盖率较高、矿区内建筑物较多,导致测量结果精度不稳定,所以此次矿山地形测量精度分析中,LiDAR技术在垂直空间结构方面的信息提取优势明显, 与水平空间数据相结合, 可以全方位的监测矿山生态环境, 同时, 其数据精度、角度、层次方面均优于传统遥感手段, 能弥补传统遥感技术在矿山生态环境监测中的缺陷与不足。基于点云和正射影像的生产模式也更加方便快捷,满足5cm精度要求,完全符合客户预期。

数字绿土出品的激光雷达测量系统可用于大型数字矿山管理和生产需求,无人机搭载激光雷达的测量作业模式无论工作效率、项目成本都具有非常大的优势!

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