[发明专利]一种矿区地表沉降三维激光扫描地表沉降监测设站方法

权利要求书

1.一种矿区地表沉降三维激光扫描地表沉降监测设站方法，其特征在于：包括以下具体步骤：

第一步根据采煤工作面的位置、尺寸以及地质采矿条件，预计工作面开采引起的地表沉陷范围，并提取下沉盆地的边界；

第二步先根据三维激光扫描仪的扫描参数确定最佳扫描半径，从地表下沉范围的中心开始绘制正六边形，所述三维激光扫描仪最佳扫描半径作为所述正六边形的中心到端点的距离，所述正六边形的中心为所述三维激光扫描仪初始设站的位置，依次从中间的所述正六边形向外扩展绘制正六边形，直到所述正六边形可以覆盖所有的地表下沉范围；

第三步结合沉陷区的实际地形，综合考虑设站的安全性、通视性、易架站性因素，将初始观测站位置在所述正六边形的范围内进行调整，从而达到最佳观测条件；

第四步对调整后的设站点建立Delaunay三角网，在此基础上生成泰森多边形；

第五步按照一定的顺序从最外层向内规划监测路线，先测最外层的监测点架设所述三维激光扫描仪，然后在第二圈的所述监测点上架设所述三维激光扫描仪，以此类推，直到所有所述监测点都监测完毕；

第六步按上述监测路线，定期在每个所述监测点上架设所述三维激光扫描仪，获取相应的三维点云数据，然后以每站所述泰森多边形的范围裁剪三维点云，再将所有所述观测站的扫描数据进行拼合，获得沉陷区地表的所述三维点云数据，即沉陷区高程数据；当监测过程中地表沉陷会引起地表积水时，若积水区域淹没了所述观测站的位置，则从内到外依次减少所述观测站，其余所述观测站位置不受影响，观测顺序也不受影响，所述积水区域可以采用测深仪获取水下高程；

第七步地表沉降稳定后，根据相邻两期测得的所述沉陷区地表高程数据，采用公式(1)计算采煤沉陷区的下沉情况：

w(x,y)＝H₁(x,y)-H₂(x,y)

上式中w(x,y)为地表坐标为(x,y)的下沉值，H₁(x,y)、H₂(x,y)为相邻两期测得坐标(x,y)的高程值。

2.根据权利要求1所述的一种矿区地表沉降三维激光扫描地表沉降监测设站方法，其特征在于：所述一定的顺序为顺时针顺序或逆时针顺序。