基于三维激光扫描的矿区地表倾斜值提取方法研究

摘要

地表变形监测是煤矿安全生产、矿区建筑物维护的重要技术保障,为矿区环境治理和生态修复提供基础数据信息.为适应合成孔径雷达干涉测量(InSAR)、三维激光扫描、无人机、摄影测量等现代测绘技术发展,完善面状测绘技术应用于煤矿区地表监测时的损害程度判断指标体系,弥补传统测绘基于点状测绘求取地表倾斜值方法的缺陷,以大柳塔矿某工作面地表三维激光扫描点云数据为基础,采用S-G滤波对点云数据进行去噪处理,建立沉陷区三维数字高程模型,利用局部表面拟合的方法求取特征点法向量,计算地表变形前后各特征点法向量变化量,并与特征点真实倾斜角进行对比分析,提出基于点云数据的地表倾斜值提取方法.研究表明:S-G滤波能有效剔除非地面噪声点,平滑点云数据,使数据边缘梯度降低31.8％,提高生成数字高程模型(DEM)的精度,基于点云数据利用局部表面拟合法求取地表样本点倾斜值,与利用传统计算方法得到的样本点倾斜值中误差为0.78°,可满足实际工作要求.