胡 靜

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730046）

礦山測繪項目施工進度監(jiān)測是礦山測繪項目中一項重要工作內(nèi)容，監(jiān)測結(jié)果是否準確將會對礦山測繪項目施工效率具有重要影響，在傳統(tǒng)的施工進度監(jiān)測中由于施工進度數(shù)據(jù)采集質(zhì)量較差，存在一定的誤差，導(dǎo)致礦山測繪項目施工進度監(jiān)測結(jié)果與實際情況存在較大的殘差，傳統(tǒng)監(jiān)測方法已經(jīng)無法滿足礦山測繪項目施工進度監(jiān)測需求，為此提出三維激光掃描測繪技術(shù)在礦山測繪項目施工進度監(jiān)測中的應(yīng)用。三維激光掃描測繪技術(shù)又叫高清晰測量技術(shù),該技術(shù)是基于激光測距原理，利用激光得到目標物體表面點的三維坐標數(shù)據(jù)，其屬于一種數(shù)據(jù)采集技術(shù)[1]。近年來，三維激光掃描測繪技術(shù)得到了的發(fā)展，三維激光掃描測繪儀的研發(fā)也越來越智能化、數(shù)字化和信息化，由于該技術(shù)具有測量精度高、測量效率快、操作簡單、易實現(xiàn)等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個工作領(lǐng)域中[2]。按照不同的作業(yè)要求，三維激光掃描測繪分為機載型激光掃描測繪、地面型三維激光掃描測繪、手持型三維激光掃描測繪三種，此次將三維激光掃描測繪技術(shù)應(yīng)用到礦山測繪項目施工進度監(jiān)測中，形成一種新的監(jiān)測方法，減少礦山測繪項目施工進度監(jiān)測殘差，具有良好的現(xiàn)實意義。

1 基于三維激光掃描測繪技術(shù)的礦山測繪項目施工進度監(jiān)測方法

1.1 礦山測繪項目施工進度數(shù)據(jù)獲取

數(shù)據(jù)獲取是礦山測繪項目施工進度監(jiān)測中的首要任務(wù)，為了保證獲取數(shù)據(jù)的質(zhì)量，此次運用三維激光掃描測繪技術(shù)對礦山測繪項目施工進度數(shù)據(jù)進行采集。三維激光掃描測繪技術(shù)對施工進度數(shù)據(jù)的獲取主要是依靠掃描測繪儀實現(xiàn)，該儀器利用激光發(fā)射器發(fā)射激光信號，然后激光信號接觸到施工組織時會反射回來，最后利用接收器對反射回來的信號進行接收，對其進行處理之后輸出，下圖為三維激光掃描測繪技術(shù)采集數(shù)據(jù)流程圖。

在運用掃描測繪儀對施工組織掃描之前，需要對掃描現(xiàn)場進行實地勘探，對施工現(xiàn)場的各個施工組織進行標記，并對其幾何位置進行記錄，根據(jù)勘探的數(shù)據(jù)對掃描測繪儀的參數(shù)進行設(shè)置，其中包括掃描距離、光束散發(fā)率、距離精度、激光波長、集成數(shù)碼相機像素、數(shù)據(jù)采樣率、激光等級等。調(diào)整好儀器參數(shù)之后按照儀器使用說明書就可以對施工現(xiàn)場進行掃描，掃描過程中需要注意數(shù)據(jù)的重疊度，同時儀器工作溫度要控制好，盡量將儀器放在陰涼處。最后將掃描得到的數(shù)據(jù)保存在計算機中，為后續(xù)施工進度分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1.2 礦山測繪項目施工數(shù)據(jù)去噪及三維坐標計算

在數(shù)據(jù)獲取過程中，激光信號會受到多種因素影響，導(dǎo)致采集到的數(shù)據(jù)中會存在噪聲，所以首先需要對數(shù)據(jù)進行降噪處理。對于一些噪聲極大的數(shù)據(jù)可以之際進行刪除，對于一些噪聲比較小的數(shù)據(jù)采用有序點云去燥方法進行去燥。數(shù)據(jù)去燥處理完成之后對施工組織的三維坐標進行計算，掃描測繪儀接收到的采樣點激光信號都是局部坐標，掃描儀的內(nèi)部為坐標原點，X軸為激光掃描儀局部坐標系的水平方向，Y軸為掃描儀的掃描方向，Z軸為掃描儀的垂直方向，具體如下圖所示。

圖2 礦山測繪項目施工監(jiān)測點坐標計算

假設(shè)點P為掃描測繪儀掃描到的施工組織，利用采集到的數(shù)據(jù)對該點三維坐標進行計算，如下所示：

公式（1）中，Xp、Yp、Zp為施工組織的三維坐標；S為礦山測繪項目施工組織到掃描測繪儀坐標原點的距離；α為激光射線與激光掃描儀水平方向的夾角；β為激光反射線以激光掃描儀水平方向的夾角。

1.3 礦山測繪項目施工進度分析

利用公式（1）計算出所有目前礦山測繪項目施工組織的三維坐標，然后將其導(dǎo)入到礦山測繪項目施工模型中，即可清除的看到已經(jīng)完成的施工量，然后對剩余施工量進行計算，計算公式如下：

公式（2）中，Dt為礦山測繪項目剩余的施工量；t為剩余施工量所需的施工時間；T為礦山測繪項目施工總量；O為礦山測繪項目已經(jīng)完成的施工量。利用上述公式計算出剩余施工量以及施工時間，以此完成對礦山測繪項目施工進度監(jiān)測。

2 實驗

2.1 實驗設(shè)計

實驗以某礦山測繪項目為實驗對象，該測繪項目施工面積為9684m2，屬于大型礦山測繪項目，施工方案中計算該項目施工時間為24天，現(xiàn)運用此次設(shè)計方法與傳統(tǒng)方法對該項目施工進度進行監(jiān)測。實驗中根據(jù)該項目實際情況，選擇了加拿大UGK公司生產(chǎn)的GJGF-OIHG型號的三維激光掃描測繪儀對項目施工進度數(shù)據(jù)進行采集，下表為三維激光掃描測繪儀參數(shù)表。

表1 三維激光掃描測繪儀參數(shù)表

實驗分別運用兩種方法在施工4天、8天、12天、16天、20天、24天時對其施工進度進行監(jiān)測，并對兩種方法的監(jiān)測結(jié)果進行記錄，然后將其與實際施工進度進行比較，計算出兩種方法監(jiān)測結(jié)果的殘差。

2.2 實驗結(jié)果分析

實驗以兩種方法的監(jiān)測殘差作為實驗結(jié)果，對此次設(shè)計方法與傳統(tǒng)方法進行對比，下表為兩種方法殘差對比。

表2 兩種方法殘差對比

從上表可以看出，該項目并沒有按照預(yù)期工期完成，產(chǎn)生了延期，此次設(shè)計方法監(jiān)測結(jié)果基本與實際情況相符，殘差低于傳統(tǒng)方法，證明此次設(shè)計方法可以滿足礦山測繪項目施工進度監(jiān)測精度需求。

3 結(jié)束語

此次對三維激光掃描測繪技術(shù)在礦山測繪項目施工進度監(jiān)測中的應(yīng)用進行了研究，對三維激光掃描測繪技術(shù)的應(yīng)用廣泛推廣具有重要作用，綜合利用當(dāng)代的先進技術(shù)，對提高礦山測繪項目施工進度監(jiān)測質(zhì)量也具有一定的現(xiàn)實意義，此外還具有學(xué)科交叉滲透的深淵影響。