Технические характеристики сканера Leica HDS4400

Практическое применение систем лазерного

Сканирования

Как многие технические новшества и технологии, недавно вышедшие из лабораторий ученых, лазерное сканирование находится только в начале пути освоения разнообразных приложений. Совершенно очевидно, что лазерное сканирование быстрее, точнее, информативнее, чем большинство существующих методов измерений. Однако следует учитывать, что материальные затраты по сбору данных и моделированию объекта методами лазерного сканирования на небольших участках и объектах сопоставимы с традиционными методами съемки. Это обусловлено как достаточно высокой стоимостью сканера – от $150 тыс., так и наличием условно постоянных затрат, таких как затраты на создание опорной съемочной сети, организационных затрат, транспорт, накладные расходы и прочее. Преимущества систем лазерного сканирования в полной мере проявляются при съемочных работах на участках большой площади или протяженности, при съемке сложных объектов либо при выполнении мониторинговых измерений на объектах, динамически изменяющихся во времени.

Достаточно широкое применение систем лазерного сканирования в горной промышленности, в основном, обусловлено тем, что геометрические параметры объектов горного производства – карьеров, отвалов и рудных – складов постоянно изменяются во времени, при этом существует необходимость в постоянном пополнении горно-графической документации, вычислении объемов горной массы и учете ее движения. В связи с этим основными сферами использования систем лазерного сканирования при открытом способе разработки являются топографо-геодезические съемки горных выработок, мониторинг геомеханического состояния бортов карьеров и отвалов и определение объемов.

Топографо-геодезическая съемка карьеров,

Отвалов и подъездных путей

Как известно, крупномасштабные съемки являются самыми трудоемкими, требующими немалого количества времени и ресурсов. При ведении горных работ съемке, как правило, подлежат не только геометрические элементы уступов, но и рельсовые пути, семафоры, здания, трубопроводы, линии электропередачи и другие объекты. Топографическую съемку зачастую приходится производить в то время, когда ведутся работы на объекте, активно перемещается технологический транспорт. К тому же специфика горного производства требует постоянного обновления горно-графической документации.

Использование для решения подобных задач систем лазерного сканирования позволяет во много раз снизить затраты труда на проведение съемки, получать полностью обновленную 3D-модель карьера или отвала за короткие промежутки времени (рис. 5.18).

Так, полная съемка карьера и вычисление объемов на площади около 20 га требует затрат времени 3 дня. Выполнение полевых работ занимает 1 день, в течение которого производится рекогносцировка местности, геодезическая привязка четырех точек съемочного обоснования и выполнение с этих точек четырех лазерных сканов. На выполнение цикла камеральных работ, включающих в себя построение 3D-модели карьера, оформление графической документации и вычисление объемов, требуется 2 дня.

а

б

Рис. 5.18. Цифровая 3D-модель карьера (а) и облако точек съемки подъездных путей (б), полученные методом лазерного сканирования

Результаты съемок получаются сразу в цифровом виде, что позволяет, сравнив данные предшествующих съемок, проследить динамику развития горных работ на карьере. В зарубежной практике ведения открытых горных работ имеются случаи, когда один или несколько лазерных сканеров, установленных на постоянные наблюдательные пункты, в непрерывном режиме ведут сканирование участка карьера, результаты которого по кабельным системам передаются в диспетчерский пункт. Такая технология позволяет в режиме реального времени контролировать не только развитие горных работ, но и отслеживать передвижение технологического оборудования.