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酒钢三维数字钢厂信息采集及数字底座建设应用技术研究——

突破数字壁垒 构建智慧基石

记者 张 静

实现智能制造,是钢铁企业的共同愿景。

厂区内各生产系统、设备的信息缺乏统一标准和集成平台;信息采集手段效率低、误差大,难以满足高精度三维建模需求……对许多传统钢厂而言,受信息孤岛严重、数据采集分散、三维建模精度不足等因素影响,实现“智造”并非易事。

为消除酒钢钢铁产业板块信息共享“碎片化”和“孤岛化”问题,2024年以来,工程技术公司全力开展“三维数字钢厂信息采集及数字底座建设应用技术研究”项目,将前沿技术与实际工作紧密结合,建立并完善高效的管理和运行机制,开展外业数据采集、三维精细建模、二三维数据处理入库等工作,为集团公司土地、总图和管网等系统建设提供了精准数据支撑,为企业创造了可观的经济效益。

直面问题·找准切入点

记者了解到,在项目实施前,工程技术公司仅掌握全站仪、GNSS-RTK等传统测绘方法,无法为环境复杂、占地面积大、布局分散的厂区提供完整且精准的数据支撑。

“建立厂区基础测量控制网是测绘工作的基础。传统测绘方式效率较低,且二维矢量地理数据结构复杂、数据储存和更新成本较高。因此,利用倾斜摄影测量和三维激光扫描技术进行测绘至关重要。”工程技术公司相关技术人员介绍道。

结合厂区测区复杂、面积大的特点,项目组首先对测区周边原有基准控制点进行联测,将基准控制成果引测到测量区域,在测量区域建立平面控制网和高程控制网,高效埋设了四等GNSS控制点6个、一级导线控制点13个,保证了测绘精度,为后续地形图测绘等工作构建起稳定可靠的空间基准框架。

地形图测量绘制完成后,项目组依据二维数据入库规范,对地形图中地物CASS码、线型及图层、文字排列等信息进行逐一检查和处理,将一类地物分图层存储后统一进行赋值,并将汇总的编码制作成标准编码表。此外,建立“二级、三级质检制度”,最终高效完成标准化地形图处理工作。

齐心协力·攻克关键点

项目组成员张建平提出,利用全站仪、测距仪、RTK和三维激光扫描仪相结合的方式进行测量,提高了地形图外业测图的效率,并通过“互检互查”的方式保证测量精度达到规范要求;

王帅提出,采用地理数据库作为空间数据管理引擎,按照数据库、要素集、要素类三层结构组织进行数据入库;

苏逸睿提出,采用“坐标校正”和“叠加校正”相结合的方式进行三维激光扫描,保证扫描成果拼接后成为一个整体,具有相对和绝对的位置关系……

测绘过程中,项目组成员深入调研厂区实际情况,克服冬季严寒、地形复杂、工业设备干扰等重重困难,结合激光扫描、无人机测绘、物联网传感器等先进技术,开发出一套多源异构数据采集系统,顺利完成对钢厂建筑、设备、管线等全要素的精准采集。

每日数据采集后,技术人员还会对拍摄的数据进行集中汇总、分组和编号,并进行检查,确保每一组数据精准无误,经得起推敲。

通过不断优化算法和架构,最终,技术人员成功攻克了数据融合、三维模型轻量化、系统兼容性等关键技术难题。

成果转化·打造创效点

突破复杂情况下钢铁企业三维测绘和数据处理技术瓶颈,成功将三维可视化技术应用到酒钢信息系统建设中,充分发挥了全站仪、GNSS-RTK、航空摄影测量各自优势,填补了企业在三维测绘技术领域的空白……提及项目实施后的收获,项目组成员津津乐道——

项目技术成果具有较好的延展性与通用性,能够为地形图修测补测、矿山倾斜摄影模型更新等专业需求,提供覆盖数据采集、处理、建模等全流程的优质服务。

通过构建三维建构筑物模型,将三维建构筑物模型库与GIS系统集成,确定了三维地形中的资产位置,解决了资产清理效率低、管理成本高的技术问题。

地形图测绘工作效率大幅提升:对于遮挡严重的复杂区域,采用三维激光扫描技术,实现了数据量由单点到点云过程的转变,外业工作时间缩短60%、数据处理时间缩短50%;对于简单区域,采用RTK与无人机航测相结合的方式,测绘效率提升了3倍以上……

项目完成后,工程技术公司加快推进成果转化,成功实施嘉东料场测绘任务、承接了选矿厂尾矿库安全隐患治理项目地形图测量等多个项目,实现了传统二维测绘技术向三维测绘技术的跨越升级,为工程规划、资源管理、安全监测等领域提供了更精准、更直观的地理信息数据。

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