機(jī)載LiDAR礦區(qū)沉陷信息提取方法研究.pdf

1、礦區(qū)沉陷監(jiān)測對于保障礦產(chǎn)資源安全開采、保護(hù)礦區(qū)安全具有重要意義，已有的地面監(jiān)測方法勞動強(qiáng)度大、效率低下、覆蓋范圍有限。機(jī)載LiDAR系統(tǒng)能夠快速獲取大面積地表高分辨率、高精度的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。使用機(jī)載LiDAR技術(shù)對開采塌陷引起的地表形變進(jìn)行監(jiān)測，可以較快地獲得整個(gè)區(qū)域的空間地形變化信息，從而確定礦區(qū)的沉陷分布與地表移動下沉情況。論文基于2009、2012年兩期機(jī)載 LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)，構(gòu)建了研究區(qū)沉陷信息提取的技術(shù)流程。在對兩期 DEM

2、差值信息不確定性分析的基礎(chǔ)上，去除了非開采沉陷導(dǎo)致的地形變化信息，進(jìn)而提取到研究區(qū)沉陷盆地的空間分布與沉陷量估算值。論文主要研究內(nèi)容可概括為以下三個(gè)方面：
　　(1)分析了機(jī)載 LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，在采用漸進(jìn)三角網(wǎng)算法對機(jī)載LiDAR點(diǎn)云作濾波處理的基礎(chǔ)上，基于反距離加權(quán)插值法建立了兩期高分辨率DEM數(shù)據(jù)；
　　(2)針對機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，在對DEM精度與不確定性分析的基礎(chǔ)上，利用模糊推理方法建立了基于坡度、點(diǎn)

3、云密度和地表粗糙度的誤差相關(guān)表面，用于差值DEM不確定性的量化與DEM最小變化閾值的探測，進(jìn)一步采用基于權(quán)重濾波窗口的貝葉斯估計(jì)判定與修正，較精確地獲取了研究區(qū)地表形變信息；
　　(3)針對上述處理中存在地表侵蝕等導(dǎo)致的地形變化信息，論文在坡度相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上，通過掩膜去除了非開采沉陷導(dǎo)致的地形變化信息，并利用多項(xiàng)式擬合方法對剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取了較為精確的沉陷盆地信息。
　　通過實(shí)驗(yàn)研究我們發(fā)現(xiàn)，該方法適用于大面積開采