[发明专利]基于三维激光扫描获取采煤沉陷地表裂缝形态的方法

说明书

本发明涉及一种基于三维激光扫描获取采煤沉陷地表裂整缝形态的方法，其特征在于包括以下内容：S1：调制石膏浆；S2：将调制好的石膏浆灌注到待测地裂缝内，并使得石膏浆填满整个待测地裂缝；S3：待石膏浆在待测地裂缝中凝固，当灌注在待测地裂缝中的石膏浆凝固为石膏体时，将石膏体完整开挖；S4：利用三维激光扫描仪，将从待测地裂缝开挖出的石膏体进行三维扫描，获得石膏体的三维点云数据；S5：将石膏体的三维点云数据导入三维激光扫描点云数据处理软件建模得到石膏体三维模型数据，通过对石膏体三维模型数据进行分析，得到待测地裂缝三维形态信息。

技术领域

本发明是关于一种基于三维激光扫描获取采煤沉陷地表裂缝形态的方法，涉及采煤沉陷地土地复垦技术领域。

背景技术

煤炭井工开采会产生地表沉陷，容易诱发地表裂缝发育，破坏土壤、植被、建筑物等。为了定量化研究地裂缝对环境的影响，不仅需要在野外研究地裂缝，也需要在室内运用人工模拟方法模拟地裂缝发育。但是现有技术均由于地裂缝深度大，宽度窄，形状不规则的形态特点，导致地裂缝形态难以完整获取。

传统方法仅仅通过钢尺粗略丈量地表开裂宽度，长度，深度。现有钢尺丈量方法不仅精度差，而且无法获取裂缝的三维空间模型信息，无法满足研究人员定量化研究地裂缝的需求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于三维激光扫描获取采煤沉陷地表裂缝形态的方法，能够准确获取包括地裂缝的深度、宽度、体积、表面积等形态信息。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于三维激光扫描获取采煤沉陷地表裂整缝形态的方法，包括以下内容：

S1：调制石膏浆；

S2：将调制好的石膏浆灌注到待测地裂缝内，并使得石膏浆填满整个待测地裂缝；

S3：待石膏浆在待测地裂缝中凝固，当灌注在待测地裂缝中的石膏浆凝固为石膏体时，将石膏体完整开挖；

S4：利用三维激光扫描仪，将从待测地裂缝开挖出的石膏体进行三维扫描，获得石膏体的三维点云数据；

S5：将石膏体的三维点云数据导入三维激光扫描点云数据处理软件建模得到石膏体三维模型数据，通过对石膏体三维模型数据进行分析，得到待测地裂缝三维形态信息。

进一步地，调制石膏浆的具体过程为：采用石膏粉逐渐加水搅拌形成石膏浆，石膏浆由粘稠状逐渐被稀释至流体状，其中，石膏粉/水的配比约为：100g/50～100g。

进一步地，石膏浆凝固为石膏体的时间约2～7天，根据裂缝尺寸大小及天气干燥状况不同，凝固所需时间有所不同。

进一步地，石膏体完整开挖的具体操作为：从待测地裂缝处地表开始，层层剥离土壤，将石膏体从土壤中完整开挖，避免石膏体被破坏。

进一步地，其特征在于三维激光扫描点云数据处理软件采用Geomagic软件。

进一步地，待测地裂缝三维形态信息包括待测地裂缝的深度、宽度、体积、表面积信息。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下技术效果：本发明通过在待测地裂缝中灌注可凝固石膏浆，等石膏浆凝固后将其开挖，利用三维激光扫描技术扫描石膏体，间接获取地裂缝的三维空间形态。本发明方法可以获取包括地裂缝的深度、宽度、体积、表面积等形态信息，对开展裂缝的相关研究工作具有重要意义。

附图说明

图1为本发明实施例中石膏体的三维形态模型效果图。

具体实施方式