三维激光扫描用于开采沉陷监测研究

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1、第18卷第1期(总第110期)煤矿开采Vo1．18No．1(SeriesNO．110)2013年2月CoalminingTechnologyFebruary2013三维激光扫描用于开采沉陷监测研究胡大贺，吴侃，陈冉丽(1．中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州221008；2．石家庄铁路职业技术学院，河北石家庄050041)[摘要]三维激光扫描是一种新型测量技术，具有高效、实时、高密度等优点。将三维激光扫描用于开采沉陷监测，提出了获取下沉盆地的数据处理方法，并对其精度进行了讨论。通过实例应用，得到了沉

2、陷区的下沉盆地DEM，直观全面地反映了开采沉陷盆地的形态。[关键词]三维激光扫描；沉陷监测；数据处理[中图分类号]TD173．4[文献标识码]A[文章编号]1006—6225(2013)01·0020—03DataDisposalofMiningSubsidenceMonitoringby3-DLaserScanningHuDa—he‘。WUKarl．CHENRan．1i(1．Environment＆SurveyingSchool，ChinaUniversityofMiningandTechnolo

3、gy，Xuzhou221008，China；2．ShijiazhuangRailwayVocationalTechnologyCollege，Sh~iazhuang050041，China)Abstract：3-Dlaserscanningisanewsurveytechnologywithcharacteristicsofhigheficiency，real—timeandhJshdensity．Applying3一Dlaserscanninginsubsidencemonitoring，this

4、paperputforwardadataprocessingmethodofobtainingsubsidencebasinanddiscusseditsprecision．ActualapplicationobtainedDEMofsubsidencebasininsubsidencearea，whichfullyreflectedshapeofsubsidencebasininducedbymining．Keywords：3-Dlaserscanning；subsidencemonitoring

5、；dataprocessing目前，常规的开采沉陷监测方法是在沉陷区布1．2扫描测量设观测站，利用全站仪、水准仪观测监测点的空间扫描站布设完毕后，对站点进行控制测量，获位置，以此分析沉陷区的移动变形情况。该方法具取站点高精度坐标。在各站点上采用360。全圆扫有观测站布设困难、工作量大、费用高、获取的数描方式，设站时输入站点坐标并后视定向，将各扫据量少、不能反映整体变形情况等缺点。描站数据化归到统一大地坐标系中。三维激光扫描是集成了多种高新技术的新型空2数据处理间信息数据获取的手段与工具J。相较于传统

6、测量技术，三维激光扫描测量技术无需合作目标，且2．1基本原理具有快速、高精度、高密度等优点。本文针对三维数字高程模型DEM是对地球表面地形地貌的激光扫描应用于开采沉陷监测，提出了获取沉陷区一种离散的数字表达。相同区域不同时期DEM模下沉盆地的数据处理方法，并对该方法所能达到的型的变化即为该地区地表的变化。采煤前后地表精度进行了理论分析，通过实例应用，得到了预期DEM模型的差值即为该区域的沉陷盆地。三维激的结果。光扫描点云为DEM的建立提供了充足的原始数据，本文利用DEM建模方法提取下沉盆地。首先，以

7、1数据采集地下开采前后采集的扫描点云数据建立地表格网模1．1站点布设型，在格网中进行高程内插，获取2期扫描相同平开采沉陷波及范围一般较大，而扫描仪有效扫面位置的高程，并以此求取沉陷值，最终建立扫描描距离有限，故需采用多次设站、分站扫描的方式区域下沉盆地DEM。来覆盖整个沉陷区。根据地形条件，合理布设站点2．2DEM建模位置，提高数据采集效率，在实际应用中具有重要地形表面建模主要有4种方法：基于点的建模意义。站点布设主要遵循2个原则：少设站，少重方法、基于三角形的建模方法、基于格网的建模方叠度；覆盖整

8、个监测区域。法、混合建模方法。基于三角形的建模方法能够保【收稿日期】2012—09—29[基金项目]江苏高校优势学科建设工程资助项目(SZBF2011—6-B35)[作者简介]胡大贺(1989一)，男，安徽宿州人，在读硕士研究生，从事三维激光扫描应用与开采沉陷研究工作。20胡大贺等：三维激光扫描用于开采沉陷监测研究2013年第1期持原始数据的精度，有利于提高开采沉陷监测精(1)将Q，Q：存人数组，采用逐点插入法建度，本文选用此方法构建DEM。立2期扫描地表的不规则三角