【正文】 接觸式。 5） 具有高分辨率 、 高精度的特點(diǎn) ： 三維激光掃描技術(shù)可以快速 、 高精度獲取海量點(diǎn)云數(shù)據(jù) ， 可以對(duì)掃描目標(biāo)進(jìn)行高密度的三維數(shù)據(jù)采集 ， 從而達(dá)到高分辨率的目的 。該技術(shù)能迅速描繪和量化復(fù)雜環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)獲取空間立體數(shù)據(jù)的革命性飛躍，在國(guó)外一些國(guó)家和地區(qū)己經(jīng)發(fā)展成熟，尤其是在考古測(cè)量和工業(yè)測(cè)量等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 激光掃描技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的區(qū)別 激光掃描技術(shù)被譽(yù)為 “ 測(cè)繪領(lǐng)域繼 GPS 技術(shù)之后的又一次技術(shù)革命 ”， 我們知道傳統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)獲取主要包括兩類：一類是單點(diǎn)采集三維坐標(biāo)的方法 ，如： GPS 高精度定位 、 三維坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 、 全站儀系統(tǒng)等等 ； 基于光學(xué)攝影測(cè)量原理的近景攝影測(cè)量 、 航空攝影測(cè)量等；另一類是面采集方法，即通過(guò)對(duì)攝影測(cè)量、遙感獲取的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到大量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。 3） 主動(dòng)發(fā)射掃描光源 ： 三維激光掃描技術(shù)采用主動(dòng)發(fā)射掃描光源 （ 激光 ），通過(guò)探測(cè)自身發(fā)射的激光回波信號(hào)來(lái)獲取目標(biāo)物體的數(shù)據(jù)信息 ， 因此在掃描過(guò)程中 ， 可以實(shí)現(xiàn)不受掃描環(huán)境的時(shí)間和空間的約束 。它通過(guò)測(cè)量地面采樣點(diǎn)激光回波脈沖與發(fā)射激光主波脈沖之間的時(shí)間延遲而得到飛機(jī)到地面采樣點(diǎn)之間的距離。應(yīng)用范圍包括古建筑重建、建筑應(yīng)用、洞穴測(cè)量和液面測(cè)量等。而固定式的掃描儀系統(tǒng)類似于傳統(tǒng)測(cè)量中的全站儀，它由一個(gè)激光掃描儀和一個(gè)內(nèi)置或外置的數(shù)碼相機(jī)，以及軟件控制系統(tǒng)組成。這類系統(tǒng)由激光掃描儀 (LS)，飛行慣導(dǎo)系統(tǒng) (INS)。 圖 掃描目標(biāo)示意圖 激光掃描儀的測(cè)量原理 在近景攝影測(cè)量中，一旦確定了立體像對(duì)中兩張像片之間的關(guān)系 (有時(shí)候也需要確定與地面之間的關(guān)系 )，即定向操作，那么在像片重疊范圍內(nèi)任意給定某地面點(diǎn)在左右像片上相應(yīng)點(diǎn)的像坐標(biāo)，就可以解算出該點(diǎn)的空間坐標(biāo)；反過(guò)來(lái)也是一樣的，給定某地面點(diǎn)的空問(wèn)坐標(biāo)，根據(jù)定向參數(shù)，我們也可以解算出該 點(diǎn)在左右像片上的像坐標(biāo)，這也是我們得到離散點(diǎn)群的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。掃描儀的發(fā)射器通過(guò)激光二極管向物體發(fā)射近紅外波長(zhǎng)的激光束，激光經(jīng)過(guò)目標(biāo)物體的漫反射，部分反射信號(hào)被接收器接收。對(duì)于一個(gè) Q開(kāi)關(guān)的 Nd:YAG 激光器，它的脈沖常數(shù)是 10納秒，接收器電子器件的時(shí)間常數(shù) stN一般是 50 納秒到 200 納秒，激光與目標(biāo)物體的碰撞時(shí)間常數(shù) tW較小，一般忽略不計(jì)。三維激光雷達(dá)測(cè)量系統(tǒng)是一種主動(dòng)遙感裝置，是實(shí)現(xiàn)空間三維坐標(biāo)和影像數(shù)據(jù)同步、 快速、高精確獲取，并快速、智能化實(shí)現(xiàn)客觀事物三維實(shí)時(shí)、變化、真實(shí)形態(tài)特性再現(xiàn)的先進(jìn)測(cè)量系統(tǒng)。他指出當(dāng)頻率為 =（ E2E1） /h 的光子入射時(shí)，也會(huì)引發(fā)粒子以一定的概率，迅速地從能級(jí) E2 躍遷到能級(jí) E1，同時(shí)輻射一個(gè)與外來(lái)光子頻率、相位、偏振態(tài)以及傳播方向都相同的光子，這個(gè)過(guò)程稱為 受激輻射 。與光子相互作用時(shí)，粒子從一個(gè)能級(jí)躍遷到另一個(gè)能級(jí)，并相應(yīng)地吸收或輻射光子。隨著三維激光掃描測(cè)量裝置在精度、速度、易操作性、輕便、抗干擾能力等性能方面的提升及價(jià)格的逐步下降，它在測(cè)繪領(lǐng)域成為研究的熱點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，逐步成為快速獲取空間實(shí)體三維模型的主要方式之一。 操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)檢測(cè)自動(dòng)化 。硬件部分包括多通道微波開(kāi)關(guān)及相應(yīng)的控制電路、一臺(tái) GPS 接收機(jī)及相應(yīng)的處理芯片；軟件部分實(shí)現(xiàn)控制多通道工作方式并可設(shè)置測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)時(shí)間、與 GPS 接收機(jī)通訊和數(shù)據(jù)發(fā)送等功能 ,通過(guò)采用實(shí)時(shí)控制技術(shù) ,使接收機(jī)能夠互不干擾地接收若干個(gè) GPS 天線傳輸來(lái)的信號(hào)。每個(gè) GPS 天線與微波開(kāi)關(guān)相應(yīng)通道連接 , 該微波開(kāi)關(guān)的 8 個(gè)信號(hào)通道的通斷狀態(tài)受開(kāi)關(guān)控制電路控制 ,通過(guò)軟件編程實(shí)時(shí)控制微波開(kāi)關(guān)電路中各通道的通或斷。這種測(cè)量精度低，不能用于建立控制網(wǎng)。如果在測(cè)角基礎(chǔ)上在加測(cè)部分或全部邊長(zhǎng)，則叫邊角同測(cè)法。 由于三角點(diǎn)布設(shè)成網(wǎng)狀時(shí)，能夠控制整個(gè)礦區(qū)，有利于加密圖根控制網(wǎng)；作業(yè)比較簡(jiǎn)單，只需測(cè)量少數(shù)邊長(zhǎng)和一些水平角，一般都是精密測(cè)角、測(cè)距，所以精度高；內(nèi)業(yè)平差計(jì)算時(shí)由于 幾何條件多，點(diǎn)位精度相對(duì)較高。 現(xiàn)階段一些新技術(shù)： GPS 一機(jī)多天線技術(shù)、激光掃描技術(shù)、合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)、三維光學(xué)掃描技術(shù)（應(yīng)用與工業(yè)領(lǐng)域）不做詳細(xì)解說(shuō)。 GPS 測(cè)量技術(shù)耗費(fèi)時(shí)間短，效率高；數(shù)據(jù)信息豐富，便于進(jìn)行變形的對(duì)比分析，監(jiān)測(cè)工作簡(jiǎn)單、快速、安全；精度高并且不受地形條件限制。攝影測(cè)量和遙測(cè)等方法和儀器的綜合使用。 3） .變形監(jiān)測(cè)的精度要求差異較大 監(jiān)測(cè)的目的、變形體的類型及部位的不同變形監(jiān)測(cè)的精度要求也不同。計(jì)算機(jī)學(xué)科等諸多學(xué)科的知識(shí)，來(lái)對(duì)變形體作出科學(xué)合理的分析、解釋，對(duì)變形體以后的發(fā)展趨勢(shì)作出及時(shí)的預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)。這種危險(xiǎn)的現(xiàn)象 有可能發(fā)生 在我們的生活 中 ，如地震，山體滑坡，巖崩，地表塌陷，火山爆發(fā)，大壩，橋梁坍塌，建筑物等 與建筑物的倒塌等。如何確保礦區(qū)工程的安全，防止礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，就成為施工者面臨的重要問(wèn)題。 本科畢業(yè)論文 礦區(qū)地表變形監(jiān)測(cè)方法探討 DISCUSSION ON MONITORING METHOD OF MINE SURFACE DEFORMATION 學(xué)院（部）： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 礦區(qū)地表變形監(jiān)測(cè)方法探討 摘要 近年來(lái)，人們對(duì)礦區(qū)的大規(guī)模開(kāi)采， 使得礦區(qū)地表變形 越來(lái)越嚴(yán)重，地表變形成為整個(gè)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題 之一 。影響地表穩(wěn)定性的因素很多，及時(shí)、準(zhǔn)確地提供變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，才能確保施工人員正確的分析礦區(qū)地表的變形狀態(tài)，從而確保礦區(qū)及其周?chē)ㄖ锏陌踩? 變形監(jiān)測(cè)是利用特殊的設(shè)備和有效的方法對(duì)變形現(xiàn)象進(jìn)行的觀測(cè)，這種情況將是一個(gè)對(duì)變形分析的過(guò)程，根據(jù)變形發(fā)展趨勢(shì)來(lái)預(yù)測(cè)現(xiàn)狀，我們把這種工作稱為變形監(jiān)測(cè)。因此，變形監(jiān)測(cè)是一門(mén)多 種學(xué)科相結(jié)合的邊緣學(xué)科，是測(cè)量人員與其他學(xué)科人員合作研究的領(lǐng)域。在為了確保工程建筑物安全上變形監(jiān)測(cè)精度要求達(dá)到變形值的十分之一。 變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展 隨著科學(xué)技術(shù)和變形監(jiān)測(cè)的要求不斷提高，變形監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷地發(fā)生著變化。 GPS 測(cè)量技術(shù)給世界帶來(lái)了一場(chǎng)巨大的革命，國(guó)外從 20 世紀(jì) 80年代開(kāi)始用 GPS 進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。 常規(guī)大地測(cè)量方法 常規(guī)大地測(cè)量方法含義 常規(guī)大地測(cè)量方法是通過(guò)測(cè)量高程、角度、坐標(biāo)、邊長(zhǎng)來(lái)測(cè)定變形的方法，該種方法直觀、儀器工具簡(jiǎn)單且普及，能解決各種精度級(jí)別的要求，是變形監(jiān)測(cè)的主要方法。因此三角測(cè)量法一般是工程作業(yè)的主要方法。 相對(duì)來(lái)說(shuō)，導(dǎo)線測(cè)量是三角測(cè)量的輔助測(cè)量，雖說(shuō)測(cè)量簡(jiǎn)單但由于考慮到精度、檢核問(wèn)題，我們一般采用三角測(cè)量法。但為了推算方位角，需要在每隔一段距離的三角測(cè)量點(diǎn)上觀測(cè)天文數(shù)據(jù)，用來(lái)推求大地方位角。 最新研制開(kāi)發(fā)的 GPS 多天線控制器以嵌入式工業(yè)控制機(jī) PC 104 作為控制器的核心 , 并集成微波開(kāi)關(guān) GPS OEM板 , 能夠確保整個(gè)系統(tǒng)在惡劣的野外環(huán)境下長(zhǎng)期連續(xù)工作。系統(tǒng)基于工業(yè)控制中常用的嵌入式系統(tǒng) PCO104 架構(gòu) ,從而更為有效地控制系統(tǒng)運(yùn)行以及監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳輸。 GPS 大地高用于垂直位移測(cè)量 。 激光掃描測(cè)量技術(shù) 解決 了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的局限性，采用 不 接觸主動(dòng)測(cè)量方式直接獲取三維數(shù)據(jù)，能夠 把 任意物體進(jìn)行掃描， 得到應(yīng)有的數(shù)據(jù)，而且 沒(méi)有白天和 夜晚 的限制，快速將現(xiàn)實(shí)世界的信息轉(zhuǎn)換成可以處理的數(shù)據(jù)。光子的能量值為此兩能級(jí)的能量差 △ E，頻率為 =△ E/h（ h為 普朗克常量 ）。 可以設(shè)想，如果大量原子處在高能級(jí) E2 上，當(dāng)有一個(gè)頻率 =（ E2E1） /h的光子入射，從而激勵(lì) E2上 的原子產(chǎn)生受激輻射，得到兩個(gè)特征完全相同的光子，這兩個(gè)光子再激勵(lì) E2能級(jí)上原子，又使其產(chǎn)生受激輻射，可得到四個(gè)特征相同的光子，這意味著原來(lái)的光信號(hào)被放大了。 激光雷達(dá)工作原理 激光雷達(dá)的工作原理與雷達(dá)非常相近。因此，距離分辨率⊿ R一般在 米到 30 米。通過(guò)測(cè)量激光在儀器和目標(biāo)物體表面的往返時(shí)間，計(jì)算儀器和點(diǎn)間的距離。一般情況下，無(wú)論是傳統(tǒng)的方式還是采用數(shù)字近景攝影測(cè)量的方式，得到這些離散點(diǎn)云的方式有兩種：一種是基于立體影像的數(shù)據(jù)采集：一種是影像匹配也即數(shù)字相關(guān)。 GPS 定位系統(tǒng)、成像裝置 (UI)、計(jì)算機(jī)以及數(shù)據(jù)采集器、記錄器、