[发明专利]一种地面三维激光扫描无标靶监测矿区地表沉陷的方法

权利要求书

1.一种地面三维激光扫描无标靶监测矿区地表沉陷的方法，其特征在于，步骤包括：

步骤1：在矿区工作面布设地面三维激光扫描仪测站点位置；

步骤2：使用三维激光扫描仪对矿区工作面进行多站点扫描，获得同期多站点云数据；

步骤3：对点云数据预处理；

步骤4：利用预处理后的各期点云数据建立地表DEM；

步骤5：通过多期地表DEM相减，得到观测期间地表动态下沉值；

所述步骤1中，所述布设地面三维激光扫描仪测站点位置，测站点之间无需布设标靶；

所述步骤3中，所述点云数据预处理包括点云数据拼接，将同期多站点云数据转换到扫描仪坐标系下；所述点云数据预处理还包括点云数据大地坐标转换，将扫描仪坐标系转换到大地坐标系下；所述大地坐标转换是使用全站仪测量的观测站点大地坐标系，求出坐标平移、旋转转换参数，将整体点云转到测区大地坐标系下；

所述方法在步骤3和步骤4之间还包括步骤对坐标转换后的点云数据进行误差分析；

点位误差m_p估算公式为：

其中，m₁为三维激光三维扫描仪扫描误差、m₂为配准误差、m₃为大地坐标转换误差；

粗配准精度用单位权中误差σ₀评定：

其中3n-6表示自由度，n为公共点个数；

其中，n为参与计算中误差σ₀个数；

其中，点位精度

所述点云数据拼接通过选取公共特征点完成；

所述公共特征点是指建筑物或构筑物的棱角分明的公共点；

所述点云数据拼接时使用布尔沙模型；

所述步骤4中，所述建立地表DEM，使用离散点构网法，其步骤包括：

s1.计算观测区范围，即得到的扫描范围内最大、最小坐标；

s2.设置网格间距，在最大、最小坐标形成的范围内循环划分网格；

s3.内插格网节点高程值；

s4.存储三维网格高程值。