应用三维激光扫描同步监测矿区地表与建筑物形变的研究

发布时间：2019-09-17 15:20

【摘要】：目前三维激光扫描技术应用于沉陷区变形监测的研究主要是分别获得地表与建筑物的移动变形值,即在进行建筑物变形监测时,大量的地面点数据未得到利用;而在进行地面变形监测时,大部分只获取了地表下沉信息,没有提取水平移动信息,导致点云数据的浪费。其次,由于建筑物结构的不同,地表移动变形传递到建筑物后,建筑物的响应不同,利用三维激光扫描同步监测可获得大量的地表与建筑物的数据,有利于研究建筑物移动变形与地表移动变形的关系。因此,本文对沉陷区地表与建筑物移动变形的同步监测展开研究:(1)研究了获得建筑物移动变形的方法。研究了一种基于点到平面的建筑物特征线提取算法,获得建筑物的特征线,并采用多次拟合取平均值的方法获得稳定的特征线斜率;针对目前特征点提取精度差的问题,研究了基于建筑物特征区域配准的建筑物移动和下沉提取算法。(2)研究了获得地表下沉的方法。为了得到地面点,研究了一种基于均匀度的点云滤波算法,将地表绝大部分植被滤除,并辅以RanSAC曲面拟合的滤波算法,剔除剩余非地面点,进一步可得到地表下沉值。(3)研究了获得地表移动的方法。在分析地表点云空间分布特点的基础上,利用算法提取树干,通过同名树干的配准,可得地表的水平移动值;利用地表特征区域的配准可求得该区域重心点水平移动和下沉值。(4)以唐口煤业6306工作面上方的安居三中为研究对象,通过本文的算法,同步获取地表与建筑物的移动变形并分析误差,最后根据监测结果分析地表与建筑物移动变形之间的关系。
【图文】：

技术路线图,三维激光扫描,同步监测,建筑物

9图 1-1 技术路线图Figure 1-1 Technical roadmap1.4 论文组织结构（Structure of the Thesis）根据同步获得建筑物与地表形变的步骤与方法，将本文分为五个章节：第一章首先介绍了利用三维激光扫描同步监测矿区地表与建筑物形变的研究背景和研究意义，研究了利用三维激光扫描同步监测地表与建筑物形变的方法，并介绍了目前建筑物变形监测的常用方法和三维激光扫描技术应用于变形监测的研究现状，最后根据实验方法和步骤介绍了本文的技术路线。第二章首先介绍三维激光扫描技术系统构成、定位原理、扫描仪测量系统分类和主流地面三维激光扫描仪技术指标，然后对其误差进行分析，最后介绍了基

三维激光扫描

激光扫描系统及数据预处理tem Introduction of 3D Laser Scanner anocessing维激光扫描技术（3D Laser Scanning Technology），在建筑物变形监测领域已应用地面三维激光扫描测量技术 Trimble TX8 为例，地面三维激光扫描仪外业数据采集时，仪，其获取的数据量巨大，需通过配套的软件导出到计算机中进等，并且可通过对数据的拟合分析等后处理提高数据精度。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD325;TU196.1

【参考文献】