[发明专利]一种大型露天矿开挖工程台阶土石方量计算方法及系统

说明书

本发明涉及一种大型露天矿开挖工程台阶土石方量计算方法及系统，包括获取大型露天矿开挖工程台阶开挖前后的地性线数据、地形和边界线数据，汇总形成地形数据集，根据地形数据集确定开采边界范围和台阶坡面体积；根据地形数据集高程特征点及地性约束线进行三角面建模，构建大型露天矿开挖工程前后的顶底三角网模型；根据地形数据集中开挖前后的离散高程点及地性线特征点进行和顶底三角网模型进行三角网同构，得到同构后的顶底三角网模型；根据同构后的顶底三角网模型，运用DTM布尔运算，构建填挖方三棱柱实体模型，得到三棱柱实体模型体积；根据三棱柱实体模型体积与台阶坡面体积，确定大型露天矿开挖工程台阶体积，得到总的土石方填挖量。

技术领域

本发明涉及露天矿测绘工程技术领域，尤其涉及一种露天矿开挖工程台阶土石方量计算方法和系统，特别是大型露天矿开挖台阶工程算量。

背景技术

在露天矿台阶开挖过程中，针对开挖工程台阶的土石方量计算是必要环节。目前，在土石方量计算过程中，广泛应用的主要是通过传统测绘方式获取数据，采用三角网法、格网法、断面法等传统方法算量。无人机摄影测量工程量计算有了实际应用，但因无人机受气象环境影响条件大及土石方量快速核算要求，不能完全替代传统外业数据测绘方式。三维激光扫描设备由于维护成本及作业环境约束要求，不便于长期稳定的服务于现阶段的生产作业需求。故发明基于新技术发展适应性阶段的大型露天矿开挖工程台阶快速高效的土石方量计算方法。现阶段土石方量计算方法不足之处主要体现在：

(1)精准算量要求下，需要进行外业采集台阶坡顶底线，外业工作量加大；

(2)外业采集台阶坡顶线数据时，台阶边帮存在一定的安全隐患，不易于测绘人员近距离的数据采集；

(3)采用传统的计算方法，需要分多个步骤计算，内业数据处理及交互繁琐。

(4)三维激光扫描、无人机测量维护成本高昂，不利于量的快速核算。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景技术中的至少一个问题，提供一种大型露天矿开挖工程台阶土石方量计算方法、系统。

为实现上述目的，本发明提供一种大型露天矿开挖台阶土石方量计算方法，包括：

获取大型露天矿开挖工程台阶开挖前后的地性线数据、地形和边界线数据，汇总形成地形数据集，根据所述地形数据集确定开采边界范围和台阶坡面体积；

根据所述地形数据集的高程特征点和地性约束线进行三角网建模，构建大型露天矿开挖工程前后的顶底三角网模型；

根据所述地形数据集中开挖前后的离散高程点及地性线特征点，得到同构后的顶底三角网模型；

根据所述同构后的顶底三角网模型，运用DTM布尔运算，构建填挖方三棱柱实体模型，得到所述三棱柱实体模型体积；

根据所述三棱柱实体模型体积与所述台阶坡面体积，确定大型露天矿开挖工程台阶体积，得到总的土石方填挖量。

根据本发明的一个方面，所述构建大型露天矿开挖工程前后的顶底三角网模型方法为：

根据所述地形数据集，构建同构顶底开挖边界；

通过顶部开挖边界内的三角剖分算法，将所述顶部开挖边界和开挖后的所述地性线数据作为约束条件，开挖后的所述高程特征点作为控制点，进行所述三角剖分算法，构建顶部三角网模型；

通过底部开挖边界内的所述三角剖分算法，将所述底部开挖边界和开挖前的所述地性线数据作为约束条件，开挖前的所述高程特征点作为控制点，进行所述三角剖分算法，构建底部三角网模型。

根据本发明的一个方面，所述得到同构后的顶底三角网模型方法为：