無接觸測量技術在大型露天礦采剝量驗收中的應用

焦步青，焦澤珍，周忠海

（中煤平朔集團有限公司地質測量中心，山西 朔州 036000）

隨著我國露天礦山開采技術的飛速發展，露天礦的開采規模不斷擴大，由此產生的剝離土方量體積不斷增加，以點、線為基礎的傳統測繪方式在現場測量速度、安全性及計量精度方面已不能滿足露天剝離驗收計量工作的需要。隨著點云技術在測繪領域的不斷發展，依托航測無人機[1]、三維激光掃描儀等技術手段在露天礦進行的采剝區域遠距離現狀點云采集、礦坑地表三維模型建立、三維立體計量已成為露天礦采剝量計量管理的發展方向[2-3]。

以中煤平朔安家嶺露天礦采剝量驗收工作為例，從航測無人機、三維掃描儀現場數據采集、數據處理及計量方面全面闡述了無接觸測量技術在露天礦采剝量驗收工作中的應用，為點云技術在露天礦的應用推廣提供了實例。

1 設備與軟件

1）固定翼無人機。采用安行飛控虎蝠固定翼航測無人機，該無人機機身長度1.2 m，翼展1.7 m，飛機質量3.5 kg，機身采用EPO泡沫外殼，碳纖維骨架材料制作，最大爬升高度3 km，續航時間70～90 min，單架次作業面積15 km2，最遠通訊距離20 km，抗風能力約6級，地面最大分辨率2.5 cm2，采用手拋起飛、滑行降落操作方式，機載相機為索尼A7R單反數碼相機，相機像素3 600萬，35 mm定焦蔡司鏡頭。

2）Optech掃描儀。采用Optech Polaris三維激光掃描儀，該掃描儀最小測距≤1.5 m，最大測點速率≥500 000 kHz，垂直方向掃描視場角≥120°，水平掃描視場角360°，回波次數≥4次，水平角分辨率40 μrad，100 m處最小點間距≤4 mm，角度精度≤±80 μrad（1 sigma），100 mm處測距點位精度≤±8 mm（1 sigma），內置傾斜補償≥10°，內置2個500萬像素廣角相機。……