三维激光扫描技术在沉陷监测中应用问题探讨

为了研究三维激光扫描在沉陷监测中应用的可行性、监测精度以及参与求参点的密度,采用三维激光扫描仪对开采引起的地表沉陷进行了观测,得到了整个区域的下沉值,通过设置部分固定测点,得到水平移动值.对这些数据,基于概率积分模型,使用非线性最优化方法求取了参数.研究结果表明:三维激光扫描可以应用于沉陷监测,获取沉陷盆地;监测精度可以达到毫米级,满足沉陷监测的要求;当采样间隔与采深之比达到2%时,即可求得稳定的与下沉值相关的参数,通过在工作面4个角点分别设置2～3个固定测点可获得水平移动系数.     

三维激光扫描用于开采沉陷监测研究

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。     

空天地一体化监测联合反演开采沉陷概率积分预计参数研究

煤炭开采引发的地表沉陷需要通过合适的手段对其进行有效监测。针对传统差分干涉测量难以监测地表大梯度形变、无人机技术无法对矿区边缘进行高精度监测的难题,提出融合DInSAR和无人机两种非等精度的监测技术,采用地面传统测量实测进行验证,将三种数据的优势进行互补,实现矿区的高精度监测。使用融合后的数据对华阳集团一矿81403工作面的概率积分参数进行反演。结果表明,反演的参数结果与实测参数结果基本接近。     

开采沉陷预计概率积分法动态参数研究

本文针对在极不充分采动或不充分采动时概率积分法预计结果与实测结果不符的问题，对具有典型代表性的观测站观测成果进行了分析研究，提出了下沉纱数和水平移动系数的修正公式。     

三维激光扫描技术在开采沉陷监测中的应用

文中介绍了三维激光扫描系统的工作原理及在沉陷监测中的数据处理方法。针对三维激光扫描技术在沉陷监测中应用的精度问题,运用三维激光扫描技术对沉陷区进行监测,并将提取的下沉值与同期部分水准测量数据作比较分析。结果表明:三维激光监测所得到的沉陷情况与实地情况基本相符,能反映开采沉陷量及矿区沉陷趋势。文中还分析讨论了三维激光扫描技术在沉陷监测中技术优势和存在问题,对三维激光扫描技术在沉陷区监测中的实际应用具有参考辅助作用。     

矿山开采沉陷预计与分析

针对现有开采沉陷预计方面存在的问题,在前人研究的基础上,利用VB编程语言,借鉴和吸收了不同系统开发的方法和优势,将观测站数据处理与绘图、概率积分参数反演、地表沉陷预计、地表沉陷预计数据后处理等功能进行集成加工,开发了矿山开采沉陷预计和分析系统。系统各功能连接紧密,实现了利用原始观测站数据对地表沉陷盆地进行定量预计与分析,提高了煤矿开采地表沉陷预计结果的效率和可靠性。     

三维激光扫描技术在地表沉陷监测中的应用

首先阐述了三维激光扫描系统的数据采集流程,然后介绍了点云去噪、配准、拼接等数据预处理的方法,并将三维激光扫描技术与RTK技术相结合应用于地表开采沉陷监测中。实践表明,利用三维激光扫描技术可以满足矿区地表开采沉陷监测的需要。     

用三维激光扫描技术监测矿山开采沉陷

经典地表沉陷监测方法具有工作量大、监测点保护困难、监测时间长、监测成本高等缺点,难以适应实时化矿山开采沉陷监测的需要。为此,以某矿山为例,结合三维激光扫描技术,提出了一种矿山开采沉陷高精度监测方法。在分析三维激光扫描技术工作原理的基础上,首先对矿区生产概况、监测方案、地表移动监测站设置方案进行了分析;然后结合MATLAB软件,利用分离非地面点和地面点、去除孤立点、拼接点云数据等方法处理经三维激光扫描得到的沉陷数据,并基于矿区2014年10月、2016年10月两期三维激光扫描数据,利用Kriging算法分别建立了矿区地表下沉盆地数字高程模型(Digital elevation model,DEM),对矿区地表沉陷进行分析;最后选取了矿区若干有代表性的监测点的开采沉陷监测值与对应的水准测量结果进行了对比分析。研究表明:监测结果与实测值的误差达到毫米级,反应出利用三维激光扫描技术不仅可快速获取矿区开采沉陷监测数据,而且可对开采沉陷进行高精度监测,对于进一步研究矿区开采沉陷规律、提高矿区开采沉陷监测效率有一定的参考价值。     

基于MATLAB求取开采沉陷预计参数的程序设计与实现

Ma TLa B是一款高性能的数值计算和可视化软件,它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示为一体,该文将概率积分法和遗传算法在Ma TLa B软件的平台进行编程,通过某矿区1013首采面的实测数据并结合该地区的地质采矿条件,利用该文中的开采沉陷预计参数程序拟合参数,得到拟合参数的中误差并且通过所拟合的参数得到预计值与实测值进行比较,证明该程序所预计的参数是可靠的、准确的。     

地表沉陷预计参数求取及其分析

本文将求解无约束极值问题的模矢法 (步长加速法 )应用于求取开采沉陷预计参数 ,解决了利用任意形状工作面开采的实测资料和利用动态实测资料求取参数的问题。通过对某一实例的求参分析 ,获得了一些有用的结论     

三维激光扫描监测开采沉陷的精度分析

为了克服传统地表沉陷观测时间长、工作量大、观测费用高、测点难以保护等缺点,采用三维激光扫描现代化测绘新技术,对高强度长壁综采放顶煤开采引起的地表沉陷盆地进行了现场三维激光扫描观测。通过对三维激光扫描观测数据的处理,并与传统地表移动观测站的结果进行对比分析,建立了高强度开采地表下沉陷盆地的三维数字高程模型。结果表明:三维激光扫描技术能够快速高效地获取整个下沉盆地的沉陷数据,所测的中误差为0.012 7 m,应用于煤矿地表沉陷的观测是可行的。同时在开采沉陷数据采集效率、速度等方面具有明显的优势,具有较好的推广应用前景。     

点云密度对地面三维激光扫描精度及沉陷参数的影响

根据平面分辨率的理论公式,推导地面三维激光扫描仪不同距离处的立面及平面相邻点间隔（即点云分辨率）计算公式,并得到了平面某一距离处平面单位面积的点云数的计算公式;通过试验分析点云分辨率对点位精度及测距精度的影响;通过对某矿沉陷观测的点云数据按照不同的分辨率进行重采样并进行求参,得到不同分辨率下参数的变化情况,经对比分析,得到最佳的点云分辨率设置标准为300 mm/100 m。     

开采沉陷预计中三维空间曲面拟合参数的研究

依据实测资料,方便、准确地求取概率积分预计参数,基于三维空间曲面拟合的基本理论,在分析传统参数求取过程中存在问题的基础上,提出采用曲面拟合的方法进行矩形工作面概率积分预计参数的求取,研究了水平偏移系数对半径造成的影响.结果表明,采用曲面拟合方法求参更符合工程实际需要;当开采深度小于500m时,水平偏移系数对半径造成的误差能控制在10%以内,否则,就不能用平均采深代替最大下沉点处的采深.通过对某矿S1-2工作面实测资料的非线性曲面拟合,下沉系数和拐点偏移距拟合精度提高不明显,而下山方向和上山方向的主要影响角正切拟合精度分别提高3.6,6.0%,开采影响传播角系数拟合精度显著提高,达到了13.3%,且不受工作面采动程度的限制.     

基于三维激光扫描技术的矿区建筑物变形监测方法

传统变形监测方法存在工作量大、监测点难以保护、监测时间长等不足,与传统监测方法相比,三维激光扫描技术具有非接触、高密度、高精度、信息量大、快速获取物体表面三维空间坐标等优点。结合相似材料模型试验,提出了基于三维激光扫描技术的矿区建筑物变形监测思路。首先采用全站式三维激光扫描仪分别对二维相似材料模型在5个不同开采时段进行整体扫描,将扫描数据通过点云数据后处理软件进行预处理,从中提取模型上黑白靶标即变形监测点的三维坐标;然后结合MATLAB语言编程,实现监测点由假定坐标到目标坐标的自动化转换,提高点云数据处理效率;最后根据试验得出的变形监测思路,对某矿区水塔进行了变形监测,并与全站仪的监测数据进行了对比分析。研究表明:采用三维激光扫描技术获取的水塔变形监测数据与全站仪获取的监测数据的最大误差仅为1.8 mm,远小于沉降变形监测10 mm的精度要求,可见对矿区建筑物采用三维激光扫描技术进行变形监测具有可行性。     

矿用三维激光扫描测量系统的研制

研制出具有自主知识产权的矿用三维激光扫描测量系统。分析了激光测距的工作原理,设计了系统结构与镜头防护方法;研究了系统综合通讯方法,开发了系统控制软件,实现了运动控制、数据通讯、上位机显示、三维重建等功能。现场试验表明,系统可准确测量空区三维形态,计算空区相关参数,为采空区安全评价与综合治理提供可靠技术手段。     

基于Surfer的金属矿山开采沉陷预测 和三维可视化

以非连续介质模型-概率积分法为原理,结合自主开发的矿山开采沉陷预计系统（MSPS）对六安市某铁矿开采沉陷进行预测研究。通过接口调用Surfer系统,绘制矿区地表盆地等值线图,实现开采沉陷三维可视化表达,验证开采沉陷对该矿及周围地表的影响程度,指导矿山安全生产。     

地下空间三维激光扫描双轴同步插补算法研究

本文以BLSS-PE矿用三维激光扫描测量系统为基础,研究了一种双轴同步插补运动控制算法,该算法可以使扫描系统在地下空间扫描过程中,运行出任意轨迹,准确的获取地下空间形态。在某矿山进行的大量实验证明,对于不同的地下空间环境,双轴同步插补运动控制算法具有很强的适应性。     

三维激光扫描技术在矿山主溜井测量中的应用

溜井测量具有一定的隐蔽性和不确定性,测量时有相当的危险性,如何对溜井的空间形态特征和冒落状况等进行量化评判,是所有矿山面临的难题。本文介绍了三维激光扫描技术的作业流程,给出了点云数据处理的过程和方法,并以安徽开发矿业有限公司3#主溜井测量为例进行数据采集和处理分析,建立了主溜井的三维立体模型,计算得到了主溜井需要修复的体积,为溜井的安全治理和维修设计提供了可靠的数据依据。实践结果表明了三维激光扫描技术在溜井测量中应用的可行性和优越性。