免像控无人机摄影测量开采沉陷监测方法研究

金属矿山 ›› 2021, Vol. 50 ›› Issue (12): 169-176.

免像控无人机摄影测量开采沉陷监测方法研究

廉旭刚¹ 王站 ² 刘晓宇 ¹ 员鸿燕 ³

1. 太原理工大学矿业工程学院，山西太原 030024；2. 山西冶金岩土工程勘察有限公司第一分公司，山西临汾 041000；3. 山西工程科技职业大学交通工程学院，山西晋中 030619

出版日期:2021-12-15 发布日期:2021-12-23

Online:2021-12-15 Published:2021-12-23

摘要/Abstract

摘要： 针对常规全站仪等传统监测方法在矿区沉陷监测中存在的监测周期长、劳动强度大等问题，以山西某矿区为例，利用免像控无人机摄影测量技术在短期内采集研究区 5 期影像数据，通过对内业数据处理成果密集匹配点云进行滤波和插值处理得到每期的 DEM 数据，将两时段的 DEM 相减得到矿区地表沉陷盆地，并利用实测数据对其进行验证。首先分析了监测期间动态沉陷盆地的发展过程，将全站仪实测与无人机沉陷 DEM 提取的下沉曲线进行对比，计算均方根误差；其次分析了无人机监测的误差来源以及减小误差的方法；最后提取工作面主断面数据进行多项式拟合，验证拟合后曲线最大下沉值的精度，讨论了开采工作面主断面方向的累计沉降特征，总结了工作面开采沉陷规律。研究表明：时序无人机摄影测量沉陷数据与同时期的全站仪实测数据对比，平均均方根误差为 150 mm，拟合曲线的最大下沉监测精度最优值与实测值相差仅 20 mm；随着工作面的推进，地表累计沉降值增加，矿区沉降总体趋势体现出下沉盆地特征，并且沉陷盆地的发展过程符合开采沉陷规律；免像控无人机摄影测量技术可以有效监测矿区开采地表沉陷，为无人机摄影测量在矿区开采沉陷监测中的推广应用提供了技术支撑。

关键词: 开采沉陷 , 免像控无人机摄影测量 , 沉陷DEM , 地表沉陷盆地

廉旭刚 , 王站 , 刘晓宇 , 员鸿燕 . 免像控无人机摄影测量开采沉陷监测方法研究[J]. 金属矿山, 2021, 50(12): 169-176.

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