長(zhǎng)期以來,由于我國(guó)礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與管理相對(duì)粗放,信息化程度不高,在造成了資源嚴(yán)重浪費(fèi)的同時(shí),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(zhǔn)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(jìn)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(biāo)物體發(fā)射激光點(diǎn)來獲取目標(biāo)對(duì)象表面真實(shí)的三維坐標(biāo)信息,可以實(shí)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(cè)繪學(xué)理論與爆破工程緊密結(jié)合,著重對(duì)基于三維激光掃描技術(shù)的爆堆體積計(jì)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(yīng)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(duì)研究的爆堆點(diǎn)云數(shù)據(jù)特點(diǎn),基于絕對(duì)位置站點(diǎn)坐標(biāo)拼接,利用ICP算法對(duì)多站數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)拼接,以上方法的拼接精度可以達(dá)到厘米級(jí);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(shí)別法先后對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)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(jī)械與人產(chǎn)生的噪聲點(diǎn),得到較為干凈的點(diǎn)云數(shù)據(jù),為后續(xù)爆堆體積計(jì)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(jì)算等方法確定出爆堆爆前爆后輪廓邊界,進(jìn)行了當(dāng)下爆堆體積計(jì)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(jì)算的優(yōu)勢(shì),建立了一套高效、快捷的基于爆堆激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的體積計(jì)算方法。(3)基于Riscan Pro實(shí)現(xiàn)了爆堆爆后隆起高度和前拋距離實(shí)現(xiàn)快速提取。應(yīng)用MATLAB平臺(tái)編寫算法對(duì)爆堆特征信息進(jìn)行智能提取,實(shí)現(xiàn)了爆堆爆后隆起高度、前沖距離的人機(jī)交互-自動(dòng)提取,并將提取的結(jié)果與實(shí)際量測(cè)值進(jìn)行了對(duì)比分析;并對(duì)提取的爆堆特征信息的精度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果顯示精度相當(dāng),為爆破效果評(píng)價(jià)提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。(4)基于爆堆特征信息和現(xiàn)場(chǎng)記錄的地質(zhì)信息,選取十項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)構(gòu)成爆破效果評(píng)價(jià)體系,利用模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)爆堆爆破效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),得出松散系數(shù)、隆起高度、炸藥單耗和勞動(dòng)成本等評(píng)價(jià)指標(biāo)低于期望權(quán)重;前拋距離、布設(shè)鉆孔數(shù)、震動(dòng)強(qiáng)度和粉塵濃度等評(píng)價(jià)指標(biāo)得分權(quán)重高于預(yù)期權(quán)重,可以達(dá)到較為滿意的效果。
【學(xué)位單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)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(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取預(yù)處理10第二章爆堆激光點(diǎn)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(cè)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(cè)距[53]。圖2.1地面三維激光掃描系統(tǒng)圖2.2脈沖激光測(cè)距原理三維激光掃描儀在獲取目標(biāo)物體的三維坐標(biāo)過程中，掃描控制模塊控制和計(jì)算每次脈沖激光的角度，測(cè)得測(cè)站至掃描點(diǎn)的斜距，結(jié)合掃描的水平和垂直方向角，進(jìn)而得到點(diǎn)云的空間相對(duì)坐標(biāo)。

第二章爆堆激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取預(yù)處理10第二章爆堆激光點(diǎn)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(cè)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(cè)距[53]。圖2.1地面三維激光掃描系統(tǒng)圖2.2脈沖激光測(cè)距原理三維激光掃描儀在獲取目標(biāo)物體的三維坐標(biāo)過程中，掃描控制模塊控制和計(jì)算每次脈沖激光的角度，測(cè)得測(cè)站至掃描點(diǎn)的斜距，結(jié)合掃描的水平和垂直方向角，進(jìn)而得到點(diǎn)云的空間相對(duì)坐標(biāo)。
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本文編號(hào)：2884726