С целью подсчета объемов складских запасов и объема взорванной на карьерах породы в классической маркшейдерии используется тахеометрический метод определения поверхности до и после взрыва. Технология подсчета объемов, основанная на применении тахеометрии предполагает проведение съемки в масштабе 1:2000, в результате чего получают точки, необходимые для построения цифровой модели местности.
При подсчете объемов требуется оперативно определять геометрию поверхностей взорванных участков или запасов сырья, с учетом быстроизменяющейся ситуации на карьерах и складах.
Для этой цели используется наземный лазерный сканер HDS 4400, в комплекте с тахеометром и набором марок - отражателей. При подсчете объема взорванной на карьере массы сканируется соответствующий участок выработки до и после взрыва. С учетом коэффициента разрыхления объем взорванной массы увеличивается примерно в 1,2 раза, что может служить дополнительным контролем при окончательном расчете.
Полученные значения координат точек из сканера передаются в компьютер по интерфейсному кабелю и накапливаются в специальной базе данных. Объемы данных, полученные со сканера, могут достигать сотен мегабайт, а порой и гигабайт.
Для связывания сканов использовался набор марок - отражателей, координаты которых (X, Y,Z) были получены при помощи тахеометра в процессе сканирования. Трансформация сканов в проектную систему координат и первичная оценка точности осуществлялась оперативно в программе Riscan Pro. Преобразование облака точек в триангуляционную сетку TIN-поверхность показано на рисунке 1.
Данная программа, располагает встроенными возможностями по созданию триангулированных поверхностей на основе облаков точек, позволяет проводить линейные измерения, вычислять площади поверхностей, а также дает возможность пользователю оперативно подсчитать объемы. Алгоритм расчета объема строится на основе использования исходной плоскости, относительно которой и вычисляется объем. Эта плоскость может быть расположена по известным прямоугольным координатам исходных пунктов. Зафиксировав данную плоскость по известным координатам возможно в дальнейшем вести мониторинг ситуации на объекте, в частности оперативно подсчитывать объемы взорванной на карьере породы. Алгоритм вычисления строится на основе преобразования исходных данных в растровый рисунок, который затем формирует массив колонок, аппроксимирующих исходную массу породы. На рисунке 2 показана модель участка карьера, с цветовой градацией высоты поверхности относительно исходной плоскости, которая окрашена в синий цвет
На рисунке 3 показано как для окончательной оценки точности и проведения сравнительных расчетов, облака точек или триангулированные в Riscan Pro модели экспортированы в формат ASCII и DXF, что позволило открыть их в AutoCAD и Microstation.
Для разряжения исходного облака точек при экспорте в AutoCAD были использованы утилиты, расширяющие возможности этой программы в плане обработки больших массивов точек лазерных отражений - Geokosmos AutoCAD Tools. Кроме разряжения, программный модуль позволяет выполнять триангуляцию облака точек, строить изолинии и сечения, а также имеет разнообразные инструменты для работы с полилиниями, сетками и гранями.
Для создания триангулированных поверхностей и изолиний также использовано приложение GK3Dmodeler, которое предназначено для обработки данных воздушного и наземного лазерного сканирования. Оно используется совместно с AutoCAD или MicroStation. Приложение не подменяет функции этих систем, а дополняет их, и обеспечивает в основном решение тех задач, реализация которых в рамках
