[發明專利]一種礦區地表沉降三維激光掃描地表沉降監測設站方法

有效

• 申請號: 201811171882.2
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN109253717B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 朱曉峻;劉輝;陳曉謝
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 謝永

1.一種礦區地表沉降三維激光掃描地表沉降監測設站方法，其特征在于：包括以下具體步驟：

第一步根據采煤工作面的位置、尺寸以及地質采礦條件，預計工作面開采引起的地表沉陷范圍，并提取下沉盆地的邊界；

第二步先根據三維激光掃描儀的掃描參數確定最佳掃描半徑，從地表下沉范圍的中心開始繪制正六邊形，所述三維激光掃描儀最佳掃描半徑作為所述正六邊形的中心到端點的距離，所述正六邊形的中心為所述三維激光掃描儀初始設站的位置，依次從中間的所述正六邊形向外擴展繪制正六邊形，直到所述正六邊形可以覆蓋所有的地表下沉范圍；

第三步結合沉陷區的實際地形，綜合考慮設站的安全性、通視性、易架站性因素，將初始觀測站位置在所述正六邊形的范圍內進行調整，從而達到最佳觀測條件；

第四步對調整后的設站點建立Delaunay三角網，在此基礎上生成泰森多邊形；

第五步按照一定的順序從最外層向內規劃監測路線，先測最外層的監測點架設所述三維激光掃描儀，然后在第二圈的所述監測點上架設所述三維激光掃描儀，以此類推，直到所有所述監測點都監測完畢；

第六步按上述監測路線，定期在每個所述監測點上架設所述三維激光掃描儀，獲取相應的三維點云數據，然后以每站所述泰森多邊形的范圍裁剪三維點云，再將所有所述觀測站的掃描數據進行拼合，獲得沉陷區地表的所述三維點云數據，即沉陷區高程數據；當監測過程中地表沉陷會引起地表積水時，若積水區域淹沒了所述觀測站的位置，則從內到外依次減少所述觀測站，其余所述觀測站位置不受影響，觀測順序也不受影響，所述積水區域可以采用測深儀獲取水下高程；

第七步地表沉降穩定后，根據相鄰兩期測得的所述沉陷區地表高程數據，采用公式(1)計算采煤沉陷區的下沉情況：

w(x,y)＝H₁(x,y)-H₂(x,y)

上式中w(x,y)為地表坐標為(x,y)的下沉值，H₁(x,y)、H₂(x,y)為相鄰兩期測得坐標(x,y)的高程值。

2.根據權利要求1所述的一種礦區地表沉降三維激光掃描地表沉降監測設站方法，其特征在于：所述一定的順序為順時針順序或逆時針順序。