一种三维矿山建模系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种三维矿山建模系统及方法，系统包括前端传感装置、遥控装置、数据处理装置、集成分析装置，通过遥控装置规划三维矿山数据采集路线、前端传感装置采集三维矿山数据，遥控装置监控数据采集过程并获取存储所采集的三维矿山数据，数据处理装置处理所采集的三维矿山数据、建立三维矿山模型单元，集成分析装置负责集成多个模型单元、建立完整三维矿山模型并对模型进行分析，从而为矿山勘查开发提供直观形象、及时准确、专业强大的模型数据和技术分析服务。

【技术实现步骤摘要】
一种三维矿山建模系统及方法
本专利技术涉及到数字矿山领域，更具体的说，是涉及一种三维矿山建模系统及方法。
技术介绍
三维矿山建模，是数字矿山建设的关键内容之一，有利于直观形象、精确高效的开展矿山勘查开发、保护利用工作。现有三维矿山建模技术方法主要是在矿山已有的基础地形数据、地质矿山数据、剖面图、中段平面图、钻孔柱状图等已有地形地质信息的基础上，利用轮廓线法、曲面插值方法等方法手动建立。因建模过程需要大量人工干预，建模效率低；模型单元依赖插值构建，模型可信度低；建模所需基础数据更新获取难度大，三维矿山模型很难符合矿山实际；依赖常规三维GIS软件建模，针对矿山应用领域的专业性不强。因此，亟待专利技术一种快速专业的三维矿山建模系统及方法，充分利用先进的无人机、激光雷达测量、遥感测量等现代高效技术手段，高效获取三维矿山数据，综合集成矿山地质数据，建立三维矿山模型，为矿山勘探开采提供及时准确、直观形象的数据和技术支撑服务。专利技术专利内容有鉴于此，本专利技术提供了一种三维矿山建模系统及方法，以克服现有三维矿山建模工作量大、效率低、可信度低、专业性弱的问题。为实现上述目标，本专利技术提供如下技术方案：一种三维矿山建模系统，包括：前端传感装置：用于采集三维矿山数据；遥控装置：与前端传感装置通过无线信号相连，用于规划数据采集路线，对数据采集过程进行监控，同时接收并存储前端传感装置采集到的三维矿山数据；数据处理装置：对遥控装置接收到的三维矿山数据进行处理，建立三维矿山模型单元；集成分析装置：集成多个由数据处理装置建立的三维矿山模型单元，构建完整三维矿山模型，并对模型进行分析。进一步地，前端传感装置包括无人机，及分别安装在无人机上的三维激光雷达设备、三维空间定位传感器、遥感相机和通讯终端，三维激光雷达设备、三维空间定位传感器和遥感相机测量到的三维矿山数据通过通讯终端传输给遥控装置。进一步地，三维激光雷达设备、三维空间定位传感器、遥感相机分别通过云台装设于无人机上。进一步地，前端传感装置还包括一数据缓存模块，当通讯中断时，测量到的三维矿山数据会先存储于缓存模块中，通讯恢复后，缓存的三维矿山数据将通过通讯终端回传给遥控装置。进一步地，三维矿山数据处理包括影像判别、特征提取、点云建模等。一种上述三维矿山建模系统实现的三维矿山建模方法，包括以下步骤：遥控装置规划三维矿山数据采集路线；前端传感装置根据规划的三维矿山数据采集路线，采集三维矿山数据；遥控装置接收并存储前端传感装置所采集的三维矿山数据，并监控三维矿山数据采集全过程；数据处理装置处理遥控装置将接收到的三维矿山数据，建立三维矿山模型单元；通过集成分析装置集成三维矿山模型单元，构建完整三维矿山模型，并对模型进行分析。进一步地，三维矿山数据采集方法包括以下步骤：三维激光雷达设备、遥感相机和三维空间定位传感器同时采集相关的三维矿山数据，采集到的三维矿山数据，通过通讯终端传输给遥控装置。进一步地，当通信中断时，前端传感装置的数据缓存模块保存采集到的三维矿山数据，通信恢复后，通讯终端将数据回传给遥控装置。进一步地，数据处理包括影像判别、特征提取、点云建模等。进一步地，集成分析装置对三维矿山模型的分析包括地质产状测量、构造形态识别与标绘、钻孔设计、爆破设计、坑道设计等勘查开发分析。本专利技术的有益效果是：本专利技术公开了一种三维矿山建模系统及方法，包括前端传感装置、遥控装置、数据处理装置、集成分析装置。系统通过前端传感装置采集三维矿山数据，遥控装置规划采集路线、监控采集过程并接收存储采集信息，数据处理装置建立三维矿山模型单元，集成分析装置建立统一三维矿山模型并提供专业矿山模型分析功能。前端传感装置可以按照数据采集规划路线自主飞行、主动返回，并且当传感装置与遥控装置的通讯中断时，前端传感装置能主动存储数据，一旦通讯恢复，即能将数据回传至遥控装置，最大限制保护传感装置的安全性、保证数据的完整性和准确性，为矿山勘查开发提供准确的三维模型数据支持。。附图说明图1为本专利技术实施例中三维矿山建模系统结构框图。图2为本专利技术实施例中三维矿山建模方法流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的内容做进一步详细说明。实施例：如图1所示，一种三维矿山建模系统，包括：前端传感装置101、遥控装置102、数据处理装置103、集成分析装置104，通过前端传感装置101采集三维矿山数据，通过遥控装置102规划采集路线、监控采集过程并获取采集信息，通过数据处理装置103建立三维矿山模型单元，通过集成分析装置104建立完整三维矿山模型并对模型进行分析。前端传感装置101包括无人机，三维激光雷达设备、遥感相机、三维空间定位传感器和通讯终端，三维激光雷达设备、遥感相机、三维空间定位传感器分别通过云台稳定安装于无人机上，通讯终端安装于无人机上，可将三维激光雷达设备、遥感相机和三维空间定位传感器测量到的三维数据传输给遥控装置102。前端传感装置101还包括数据缓存模块，当通讯中断时，测量到的三维数据会先存储于缓存模块中，通讯恢复后，缓存的三维数据将通过通讯终端回传给遥控装置102。在矿山勘查开发行业中，完整准确的三维矿山模型能够为坑道设计、勘查开发计划的制定、开发进跟踪评价等形象高效的数据支持，因为保证数据的完整性、准确性和现势性是数字矿山的基础。在本三维矿山建模系统中，前端传感装置101可以按照数据采集规划路线自主飞行、主动返回，并且具有数据存储功能，当前端传感装置101与遥控装置102的通讯中断时，前端传感装置101能主动存储数据，一旦通讯恢复，即能将数据回传至遥控装置102，最大限制保护前端传感装置101的安全性、保证数据的完整性和准确性，为矿山勘查开发提供准确的三维模型数据支持。在上述三维矿山建模系统公开的实施例的基础上，还提供一种对应的三维矿山建模方法。请参考附图2，一种三维矿山建模方法，具体步骤如下：步骤201：遥控装置规划三维矿山数据采集路线；步骤202：前端传感装置根据三维矿山数据采集路线采集矿山地表和地下三维信息。步骤203：遥控装置接收并存储前端传感装置所采集的三维矿山数据，并监控三维矿山数据采集全过程；步骤204：数据处理装置处理遥控装置接收到的三维矿山数据、建立三维矿山模型单元；步骤205：集成分析装置集成三维矿山模型单元，构建完整三维矿山模型，并对模型进行分析。前端传感装置与遥控装置中，无人机可根据遥控装置的规划路线自主飞行与返回，云台稳固支撑三维激光雷达设备、三维空间定位传感器与遥感相机，通过碰撞检测、通信中断时的数据缓存机制、及远程数据传输等，全方位保障数据采集的完整性、准确性；上述处理装置中，通过将三维激光雷达设备、三维空间定位传感器所采集的三维点云数据与遥感相机所拍摄到的影像通过智能匹配，高效提取矿山标志物特征，快速构建三维矿山模型单元。通过遥控装置规划三维矿山数据采集路线、前端传感装置采集三维矿山数据，遥控装置监控数据采集过程并获取存储所采集的三维矿山数据，数据处理装置处理所采集的三维矿山数据、建立三维矿山模型单元，集成分析装置负责集成多个模型单元、建立完整三维矿山模型并对模型进行分析功能，从而为矿山勘查开发提供直观形象、及时准确、专业强大的模型数据和技术分析服务。本专利技术三维矿山建模系统，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维矿山建模系统，其特征在于包括：前端传感装置：用于采集三维矿山数据；遥控装置：与所述前端传感装置通过无线信号相连，用于规划数据采集路线，对数据采集过程进行监控，同时接收并存储前端传感装置采集到的三维矿山数据；数据处理装置：对遥控装置接收到的三维矿山数据进行处理，建立三维矿山模型单元；集成分析装置：集成多个由数据处理装置建立的三维矿山模型单元，构建完整三维矿山模型，并对模型进行分析。

【技术特征摘要】
1.一种三维矿山建模系统，其特征在于包括：前端传感装置：用于采集三维矿山数据；遥控装置：与所述前端传感装置通过无线信号相连，用于规划数据采集路线，对数据采集过程进行监控，同时接收并存储前端传感装置采集到的三维矿山数据；数据处理装置：对遥控装置接收到的三维矿山数据进行处理，建立三维矿山模型单元；集成分析装置：集成多个由数据处理装置建立的三维矿山模型单元，构建完整三维矿山模型，并对模型进行分析。2.根据权利要求1所述的三维矿山建模系统，其特征在于：所述前端传感装置包括无人机，及分别安装在无人机上的三维激光雷达设备、三维空间定位传感器、遥感相机和通讯终端，所述三维激光雷达设备、三维空间定位传感器和遥感相机测量到的三维矿山数据通过通讯终端传输给遥控装置。3.根据权利要求2所述的三维矿山建模系统，其特征在于：所述三维激光雷达设备、三维空间定位传感器、遥感相机分别通过云台装设于无人机上。4.根据权利要求1所述的三维矿山建模系统，其特征在于：所述前端传感装置还包括数据缓存模块，当通讯中断时，测量到的三维矿山数据会先存储于缓存模块中，通讯恢复后，缓存模块中的三维矿山数据通过通讯终端回传给遥控装置。5.根据权利要求1所述的三维矿山建模系统，其特征在于：所述三维矿山数据处理包括影像判别、特征提取、点...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊岭，许德如，郭建华，
申请(专利权)人：中国科学院广州地球化学研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44