長期以來,由于我國礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與管理相對粗放,信息化程度不高,在造成了資源嚴重浪費的同時,還引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問題,制約了資源開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。因此,必須快速準確獲取礦產(chǎn)客觀基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為礦政、生產(chǎn)部門提供技術(shù)支持和決策依據(jù),促進自然資源管理向規(guī)范化、現(xiàn)代化和信息化轉(zhuǎn)變。三維激光掃描技術(shù)通過向目標物體發(fā)射激光點來獲取目標對象表面真實的三維坐標信息,可以實現(xiàn)高精度、高效率及非接觸的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取快速獲取。論文將現(xiàn)代測繪學理論與爆破工程緊密結(jié)合,著重對基于三維激光掃描技術(shù)的爆堆體積計算和特征信息提取深入研究,旨在拓展新技術(shù)在礦產(chǎn)資源開發(fā)利用領(lǐng)域中應用。主要研究工作和取得成果如下:(1)介紹了三維激光掃描技術(shù)的數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)處理流程。針對研究的爆堆點云數(shù)據(jù)特點,基于絕對位置站點坐標拼接,利用ICP算法對多站數(shù)據(jù)進行精準拼接,以上方法的拼接精度可以達到厘米級;并采用基于反射率閾值法、SOR濾波法和基于旋轉(zhuǎn)變換的人眼識別法先后對點云數(shù)據(jù)進行了去噪處理,可以有效的去除空氣中灰塵和地面上的大型機械與人產(chǎn)生的噪聲點,得到較為干凈的點云數(shù)據(jù),為后續(xù)爆堆體積計算和特征信息的提取提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)支撐。(2)利用疊置分析、曲率計算等方法確定出爆堆爆前爆后輪廓邊界,進行了當下爆堆體積計算的主流方法的比較,分析了基于三維激光掃描技術(shù)的爆堆體積計算的優(yōu)勢,建立了一套高效、快捷的基于爆堆激光點云數(shù)據(jù)的體積計算方法。(3)基于Riscan Pro實現(xiàn)了爆堆爆后隆起高度和前拋距離實現(xiàn)快速提取。應用MATLAB平臺編寫算法對爆堆特征信息進行智能提取,實現(xiàn)了爆堆爆后隆起高度、前沖距離的人機交互-自動提取,并將提取的結(jié)果與實際量測值進行了對比分析;并對提取的爆堆特征信息的精度進行了統(tǒng)計分析,結(jié)果顯示精度相當,為爆破效果評價提供了準確的數(shù)據(jù)支持。(4)基于爆堆特征信息和現(xiàn)場記錄的地質(zhì)信息,選取十項指標數(shù)據(jù)構(gòu)成爆破效果評價體系,利用模糊綜合評價方法對爆堆爆破效果進行綜合評價,得出松散系數(shù)、隆起高度、炸藥單耗和勞動成本等評價指標低于期望權(quán)重;前拋距離、布設(shè)鉆孔數(shù)、震動強度和粉塵濃度等評價指標得分權(quán)重高于預期權(quán)重,可以達到較為滿意的效果。
【學位單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2020
【中圖分類】：TD235
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

第二章爆堆激光點云數(shù)據(jù)的獲取預處理10第二章爆堆激光點云數(shù)據(jù)的獲取與處理2.1三維激光掃描儀的工作原理三維激光掃描系統(tǒng)由激光掃描系統(tǒng)、電源和筆記本電腦等設(shè)備構(gòu)成，激光掃描系統(tǒng)是三維激光掃描儀主要組成部分，由高精度的激光測距儀和一組多面反射棱鏡構(gòu)成，另外也集成電荷耦合器件和儀器內(nèi)部控制和校正系統(tǒng)等（如圖2.1所示），圖2.2描述了基于脈沖激光測距[53]。圖2.1地面三維激光掃描系統(tǒng)圖2.2脈沖激光測距原理三維激光掃描儀在獲取目標物體的三維坐標過程中，掃描控制模塊控制和計算每次脈沖激光的角度，測得測站至掃描點的斜距，結(jié)合掃描的水平和垂直方向角，進而得到點云的空間相對坐標。

第二章爆堆激光點云數(shù)據(jù)的獲取預處理10第二章爆堆激光點云數(shù)據(jù)的獲取與處理2.1三維激光掃描儀的工作原理三維激光掃描系統(tǒng)由激光掃描系統(tǒng)、電源和筆記本電腦等設(shè)備構(gòu)成，激光掃描系統(tǒng)是三維激光掃描儀主要組成部分，由高精度的激光測距儀和一組多面反射棱鏡構(gòu)成，另外也集成電荷耦合器件和儀器內(nèi)部控制和校正系統(tǒng)等（如圖2.1所示），圖2.2描述了基于脈沖激光測距[53]。圖2.1地面三維激光掃描系統(tǒng)圖2.2脈沖激光測距原理三維激光掃描儀在獲取目標物體的三維坐標過程中，掃描控制模塊控制和計算每次脈沖激光的角度，測得測站至掃描點的斜距，結(jié)合掃描的水平和垂直方向角，進而得到點云的空間相對坐標。
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本文編號：2884726