采动区高等级公路变形三维激光扫描监测方法研究

发布时间：2017-08-06 22:21

  本文关键词：采动区高等级公路变形三维激光扫描监测方法研究

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【摘要】：煤矿开采沉陷引起采动区高等级公路产生下沉、倾斜变形、水平变形、曲率变形以及裂缝、隆起等破坏现象,严重影响了公路的安全运营,开展采动区公路变形信息获取是进行公路下安全采煤的前提。本文以南屯煤矿邹济公路下采煤问题为研究背景,研究了采用三维激光扫描仪进行公路变形信息获取过程中三维激光扫描精度、控制网优化设计、外业数据采集关键参数设计、路灯支撑杆特征提取等问题,并开展了南屯煤矿73上28工作面开采对邹济公路影响的实测研究。论文研究取得的主要成果有:(1)在分析采动区高等级公路变形时间、空间特征基础上,指出现有基于导线的配准、标靶配准和特征点配准等方式应用于采动区公路三维激光扫描监测的局限性;在此基础上,提出了一种新的适用于采动区公路三维激光扫描监测的控制网布设方法和外业数据采集模式,并评估了该方法数据采集的精度。(2)理论分析了三维激光扫描方法单站测量高程的精度,开展了Riegl VZ-1000测量沥青路面点高程的精度、路面的反射率以及点云密度对建模精度的影响试验,提出了外业采集采动区沥青路面的合理点云间隔以及后期数据处理点云抽稀的理论依据。(3)通过提取路灯支撑杆中心线获取采动区水平移动,提出了一种基于遗传算法的提取圆台中心线的算法。采用设计点云数据验证了算法的精度、对随机误差、粗差的抗干扰能力。(4)采用三维激光扫描方法监测了南屯煤矿73上28工作面开采对邹济公路的影响,获取了采动过程中路面的空间形态变化,提取了路灯支撑杆的水平移动。论文研究成果为高等级公路下压煤开采变形监测提供了一种新途径,对采动区高等级公路运行安全监测有一定的意义,同时为高等级公路下压煤开采相关问题研究提供了较强的数据支持。
【关键词】：三维激光扫描 变形监测 控制网设计 高等级公路下采煤
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U412.2;TD326;P225.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-25
• 1.1 研究背景及意义17-18
• 1.2 国内外研究现状18-22
• 1.3 主要研究内容22-23
• 1.4 论文组织23-25
• 2 三维激光扫描系统25-33
• 2.1 三维激光扫描仪工作原理25-26
• 2.2 三维激光扫描系统的分类26-28
• 2.3 国内外三维激光扫描仪产品及性能指标28-31
• 2.4 Riegl VZ-1000三维激光扫描系统31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 3 Riegl VZ-1000三维激光扫描仪路面测量精度分析33-42
• 3.1 三维激光扫描仪精度分析33-35
• 3.2 点云密度对路面建模精度的影响分析35-41
• 3.3 本章小结41-42
• 4 公路路面三维激光扫描控制网设计方法42-57
• 4.1 煤矿开采地表沉陷特征42-45
• 4.2 三维激光扫描数据采集方法45-48
• 4.3 常规数据采集方法对采动区公路变形监测的适应性48-49
• 4.4 路面三维激光扫描控制网布设49-52
• 4.5 公路路面三维激光扫描外业数据采集方法52-56
• 4.6 本章小结56-57
• 5 路灯支撑杆中心线提取方法及其精度分析57-67
• 5.1 水平移动监测的标志点选择57-59
• 5.2 路灯支撑杆中心线提取算法59-63
• 5.3 圆台体中心线提取算法精度分析63-65
• 5.4 圆柱体实测精度验证65-66
• 5.5 本章小结66-67
• 6 邹济公路采动变形三维激光扫描监测67-76
• 6.1 工程概况67-68
• 6.2 数据预处理68-69
• 6.3 公路路面变形分析69-74
• 6.4 路灯支撑杆水平移动分析74-75
• 6.5 本章小结75-76
• 7 结论与展望76-78
• 7.1 结论76
• 7.2 展望76-78
• 参考文献78-83
• 作者简历83-85
• 学位论文数据集85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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2 刘丹;宋伟东;;基于影像特征的边界点云数据曲线拟合[J];测绘科学;2009年S2期

3 崔旭升;张兵;潘星;袁德宝;张文燕;;全站仪交汇法在高速公路路面沉降监测中的应用[J];测绘科学;2008年02期

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5 吴立新,高均海,葛大庆,殷作如,邓智毅,刘宏军;基于D-InSAR的煤矿区开采沉陷遥感监测技术分析[J];地理与地理信息科学;2004年02期

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本文编号：631726