堆體測量，特別是如何提高大型堆體積測量的準(zhǔn)確性，是困擾行業(yè)多年的難題。正常的大型堆體一般超過1萬噸。如果測量誤差超過1%，價值損失將超過1000萬元。因此，提高大型堆體積測量的準(zhǔn)確性，對企業(yè)加強(qiáng)物資管理、計算物資消耗具有重要的現(xiàn)實意義。

項目背景:項目位于內(nèi)蒙古某礦山，儲存長約50米、寬約50米、高約2~3米的煤礦?；疖囘M(jìn)場裝煤時，裝載誤差大.部分運(yùn)輸車廂不規(guī)范。為充分發(fā)揮火車運(yùn)力，既不空載也不超載，客戶需要準(zhǔn)確測量煤礦堆。

▲項目現(xiàn)場圖

痛點分析：大型煤礦堆的體積測量方法通常采用全站儀或RTK單點測量方法。由于大型煤礦堆不方便攀爬，在全站儀、RTK單點測量方法下，很難手動達(dá)到每個精準(zhǔn)的特征點，操作效率低。同時，這種單點測量方法測量數(shù)據(jù)密度小，無法準(zhǔn)確獲得煤礦堆的體積。

根據(jù)項目現(xiàn)狀，客戶提出利用三維激光掃描技術(shù)完成煤礦堆體積測量。精度高，精度高，精度高.面測量.具有非接觸數(shù)據(jù)采集特點的三維激光掃描技術(shù)可以很好地解決全站儀、RTK單點測量的痛點。

項目中使用的設(shè)備為中海達(dá)HD TLS360迷你便攜式三維激光掃描儀(下稱中海達(dá)HD TLS360)，該設(shè)備輕便小巧、無需調(diào)平、一鍵操作、無線控制等特點可以快速獲取被測目標(biāo)的三維數(shù)字信息數(shù)據(jù)。借助中海達(dá)的專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件，項目可以獲得堆的三維數(shù)據(jù)模型，從而計算和分析煤礦堆的精準(zhǔn)體積。

作業(yè)過程：

1.外部數(shù)據(jù)采集

①測試前準(zhǔn)備：通過勘察現(xiàn)場，確定現(xiàn)場8個測量站的數(shù)量和位置，并選擇使用現(xiàn)場特征點拼接數(shù)據(jù)。

②外業(yè)數(shù)據(jù)采集：將HD TLS360架設(shè)在三腳架上，無需調(diào)平，設(shè)置參數(shù)后即可掃描。8個測試站的外部數(shù)據(jù)采集和共享時間不到20分鐘（包括移動站）收集設(shè)置等)。

▲外部數(shù)據(jù)采集

2.內(nèi)部數(shù)據(jù)處理

①拼接操作在中海達(dá)專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件中打開外部行業(yè)收集的點云數(shù)據(jù)，拼接掃描場景中同名點的特征。在拼接過程中，相鄰的兩站拼接只能通過選擇相同的名稱點來完成。由于中海達(dá)專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件采用ICP精細(xì)拼接算法，可自動完成拼接優(yōu)化，因此可快速處理點云去噪、分類、消除無效點，大大降低了手工拼接的誤差，大大提高了數(shù)據(jù)處理的效率。

▲拼接操作圖

②生成三維圖形拼接后，利用中海達(dá)專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件生成煤礦堆三維圖形。

▲煤礦石堆三維圖形逼真

③料場分堆、分區(qū)測量基于煤礦堆的三維圖形，根據(jù)分割線的位置計算不同堆的體積，用顏色區(qū)分煤礦堆的三維圖形。

▲渲染煤礦石堆三維圖

結(jié)果顯示通過一小時的數(shù)據(jù)處理，中海達(dá)專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件輸出最終結(jié)果，客戶可以直觀地獲取煤礦堆的體積等數(shù)據(jù)。基準(zhǔn)面高程為-2.025070，2D面積3170.160157平方米，D3659.8698立方米的表面積D體積為11826.89175立方米。有了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，客戶可以根據(jù)火車的裝載量合理安排煤炭運(yùn)輸，消除空載.超載的發(fā)生有效地節(jié)約了運(yùn)費成本。

▲煤礦石堆體積計算成果圖

現(xiàn)場測量結(jié)果表明：

1.中海達(dá)HD TLS360可測量不規(guī)則料堆的體積，測量精度均在3%以內(nèi)，滿足應(yīng)用要求。

2.從外業(yè)數(shù)據(jù)掃描到內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，HD TLS360的工作效率是全站儀、RTK單點測量方法的數(shù)倍。

因此，相比單點測量方法HD TLS360作業(yè)時，內(nèi)業(yè)外業(yè)的處理時間大大縮短，結(jié)果更直觀，數(shù)據(jù)模型更準(zhǔn)確，為大堆體積測量提供了快速、安全、準(zhǔn)確的解決方案。

轉(zhuǎn)自中海達(dá)小碟公眾號

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