三维激光扫描技术应用于开采沉陷监测研究 被引量：25

1

作者 邢正全 邓喀中 《测绘信息与工程》 2011年第3期13-15,23,共4页

采用Trimble GX 3D扫描系统进行数据采集,以其配套的Real Works Survey软件处理数据,详细介绍了沉陷监测点的观测,并对结果进行了分析,针对沉陷区域提出了具体的观测方案和数据处理方法,模拟试验结果表明,三维激光扫描技术应用于开采沉... 采用Trimble GX 3D扫描系统进行数据采集,以其配套的Real Works Survey软件处理数据,详细介绍了沉陷监测点的观测,并对结果进行了分析,针对沉陷区域提出了具体的观测方案和数据处理方法,模拟试验结果表明,三维激光扫描技术应用于开采沉陷监测其精度完全满足观测需要。 展开更多

关键词 地面三维激光扫描技术 开采沉陷监测 三维建模

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基于DInSAR技术的矿山开采沉陷监测研究现状 被引量：19

2

作者 王小兵 《金属矿山》 CAS 北大核心 2015年第S1期65-71,共7页

合成孔径雷达差分干涉测量方法(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar,DIn SAR)作为合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,In SAR)方法的进一步发展,由于具有空间分辨率高、全天时、覆盖... 合成孔径雷达差分干涉测量方法(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar,DIn SAR)作为合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,In SAR)方法的进一步发展,由于具有空间分辨率高、全天时、覆盖面积大、成本低等优点,在矿区开采沉陷监测中得到了广泛应用。在对近年来该领域的最新研究成果梳理的基础上,首先对DIn SAR技术的基本原理,数据处理方法(二轨方法、三轨方法、四轨方法)的基本流程,以及相对于精密水准测量、GPS差分测量的优势等进行了分析;然后分别从最大可探测沉降量、卫星重访周期、影像分辨率等3个方面详细讨论了DIn SAR影像数据选择方法;最后就DIn SAR与GPS集成、DIn SAR与GIS集成的应用成果进行评述。得出以下结论:1多时相DIn SAR影像数据、矿山开采平面图、正射影像图、矿山地质水文数据等多源数据的融合,是提高DIn SAR矿山开采沉陷监测精度的有效方法;2加强DIn SAR-GIS矿山开采沉陷监测软件开发,进一步提高两者的集成程度,充分发挥GIS强大的空间分析功能,是下一步基于DIn SAR技术的矿山开采沉陷监测发展的一个方向。上述分析成果对于提高DIn SAR矿山开采沉陷监测精度具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 INSAR技术 DInSAR技术 开采沉陷监测 数据处理方法 影像数据选择 GPS GIS

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基于三维激光扫描的矿区地表倾斜值提取方法研究 被引量：13

3

作者 何荣 陆广 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期199-205,共7页

地表变形监测是煤矿安全生产、矿区建筑物维护的重要技术保障,为矿区环境治理和生态修复提供基础数据信息。为适应合成孔径雷达干涉测量(InSAR)、三维激光扫描、无人机、摄影测量等现代测绘技术发展,完善面状测绘技术应用于煤矿区地表... 地表变形监测是煤矿安全生产、矿区建筑物维护的重要技术保障,为矿区环境治理和生态修复提供基础数据信息。为适应合成孔径雷达干涉测量(InSAR)、三维激光扫描、无人机、摄影测量等现代测绘技术发展,完善面状测绘技术应用于煤矿区地表监测时的损害程度判断指标体系,弥补传统测绘基于点状测绘求取地表倾斜值方法的缺陷,以大柳塔矿某工作面地表三维激光扫描点云数据为基础,采用S-G滤波对点云数据进行去噪处理,建立沉陷区三维数字高程模型,利用局部表面拟合的方法求取特征点法向量,计算地表变形前后各特征点法向量变化量,并与特征点真实倾斜角进行对比分析,提出基于点云数据的地表倾斜值提取方法。研究表明:S-G滤波能有效剔除非地面噪声点,平滑点云数据,使数据边缘梯度降低31.8%,提高生成数字高程模型(DEM)的精度,基于点云数据利用局部表面拟合法求取地表样本点倾斜值,与利用传统计算方法得到的样本点倾斜值中误差为0.78°,可满足实际工作要求。 展开更多

关键词 三维激光扫描 面状测绘 开采沉陷监测 倾斜变形

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Sentinel-1A在西南煤矿区地表沉陷监测中的适用性分析 被引量：10

4

作者 王志红 任金铜 +3 位作者 范成成 刘吉波 雷勇 冯图 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2021年第6期2339-2350,共12页

地表沉陷对人类安全生产和生活造成严重影响,而非法采煤活动更易导致此类事件的发生,研究如何高效地对地下采煤活动进行监测具有重要意义.本文从面散射去相关、体散射去相关和形变梯度三个方面,分析了Sentinel-1A在盘州市地下采煤导致... 地表沉陷对人类安全生产和生活造成严重影响,而非法采煤活动更易导致此类事件的发生,研究如何高效地对地下采煤活动进行监测具有重要意义.本文从面散射去相关、体散射去相关和形变梯度三个方面,分析了Sentinel-1A在盘州市地下采煤导致的地表沉陷监测中的适用性;使用干涉相位图计算形变区边界及其相位形变梯度,与参考图形和参考梯度进行相关性计算并设置阈值,以提取地下采煤导致的地表沉陷范围.结果表明:(1)Sentinel-1A抗地形坡度去相关能力强,临界坡度范围为[39.24°,39.32°];(2)植被是影响相干性的重要因素,NDVI植被指数与干涉相干系数呈显著负相关,R^(2)为0.59;(3)盘州市煤矿采区外围的地表形变梯度小于1.4×10^(3),在Sentinel-1A的可监测范围之内;(4)基于DInSAR解缠相位提取的矿区形变范围皆位于SBAS-InSAR监测的矿区形变范围之内,进一步表明该方法在西南煤矿区地表沉陷监测中具有适用性,为西南煤矿区非法地下采煤监测提供了一种高效的方法. 展开更多

关键词 INSAR 开采沉陷监测 相干性 形变梯度 非法地下采煤

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InSAR相位解缠算法在矿区沉降监测中的对比与分析 被引量：7

5

作者 王志勇 孟庆颖 《遥感信息》 CSCD 2014年第6期47-51,57,共6页

实施可靠的相位解缠是保证雷达干涉测量(InSAR)形变监测的关键,然而由于矿区形变的特殊性及环境的复杂性,InSAR相位解缠在低相干、噪声严重、大形变量的矿区沉降监测时会出现不能正确解缠的问题,致使InSAR监测的可靠性和精度受到很大影... 实施可靠的相位解缠是保证雷达干涉测量(InSAR)形变监测的关键,然而由于矿区形变的特殊性及环境的复杂性,InSAR相位解缠在低相干、噪声严重、大形变量的矿区沉降监测时会出现不能正确解缠的问题,致使InSAR监测的可靠性和精度受到很大影响。本文通过对比常见的InSAR相位解缠算法,开展矿区复杂条件下的InSAR相位解缠研究,选取济宁矿区的差分干涉图进行相位解缠实验,从定性分析、剖面图、定量统计、形变结果分析等几个方面,对不同的相位解缠算法进行分析评价,探讨适合矿区复杂环境下的有效的、可靠的相位解缠方法。 展开更多

关键词 雷达干涉测量 相位解缠 矿区沉降监测 对比分析

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矿区开采沉降监测中GPS的应用研究 被引量：6

6

作者 高永芹 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2013年第4期124-126,共3页

我国不少地区由于过度开采地下水或石油天燃气,造成了极为严重的地面沉降问题。随着GPS技术的日益成熟,将其应用在矿区开采沉降监测中具有重要现实意义。本文首先对沉降观测网布置及数据处理进行介绍,通过分析沉降监测结果,得出在矿区... 我国不少地区由于过度开采地下水或石油天燃气,造成了极为严重的地面沉降问题。随着GPS技术的日益成熟,将其应用在矿区开采沉降监测中具有重要现实意义。本文首先对沉降观测网布置及数据处理进行介绍,通过分析沉降监测结果,得出在矿区开采沉降监测中应用GPS符合现实变形监测要求的结论。 展开更多

关键词 矿区沉降监测 GPS 沉降观测网 变形监测

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提高CORS RTK测量精度的卡尔曼滤波算法 被引量：6

7

作者 吕伟才 高井祥 +3 位作者 杭玉付 王文波 朱亚洲 杨旭 《煤矿开采》 北大核心 2016年第2期90-94,共5页

结合开采沉陷监测的特点,以煤矿开采沉陷自动化监测系统的实时数据采集终端系统2min内各历元采集的坐标及精度为基础,构建卡尔曼滤波模型,以进一步改善移动终端CORS RTK测量精度。利用地表移动观测站的实测数据,通过与CORS RTK测量、水... 结合开采沉陷监测的特点,以煤矿开采沉陷自动化监测系统的实时数据采集终端系统2min内各历元采集的坐标及精度为基础,构建卡尔曼滤波模型,以进一步改善移动终端CORS RTK测量精度。利用地表移动观测站的实测数据,通过与CORS RTK测量、水准测量结果的比较分析,滤波后的测量精度得到了较好的改善,平面测量精度和高程测量精度均可达到±10.0mm,能基本满足开采沉陷监测的精度要求。 展开更多

关键词 CORSRTK测量 卡尔曼滤波 精度分析 移动终端 开采沉陷监测

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基于融合多视和全分辨率的矿区沉降监测 被引量：6

8

作者 冷红伟 陶秋香 刘国林 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2020年第2期124-127,共4页

针对矿山开采沉降幅度大、范围小的特点,提出融合多视和全分辨率监测矿区沉降的方法。以济宁矿区为研究区,选取2景高分辨率的TerraSAR-X影像,分别采用多视和全分辨率方法获取研究区内2017年2月17日—3月11日的沉降情况;将两者得到的结... 针对矿山开采沉降幅度大、范围小的特点,提出融合多视和全分辨率监测矿区沉降的方法。以济宁矿区为研究区,选取2景高分辨率的TerraSAR-X影像,分别采用多视和全分辨率方法获取研究区内2017年2月17日—3月11日的沉降情况;将两者得到的结果进行融合,即采用多视方法监测下沉盆地边缘较小的沉降,采用全分辨率方法监测下沉盆地中心的大梯度沉降。结果表明:在这期间济宁矿区最大沉降出现在新驿煤矿,最大沉降量达到-74 mm,最大沉降速率达到-3.36 mm/d。 展开更多

关键词 D-INSAR 全分辨率 多视 大梯度沉降 TERRASAR-X 矿区沉降监测

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一种基于GVF-Snake模型边界探测的相位解缠算法 被引量：5

9

作者 王志勇 王世超 +1 位作者 孙懿 王士帅 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1394-1401,共8页

针对矿区沉降监测中低相干和强噪声下出现相位不连续、条纹间断等导致的InSAR(Interferometric SAR)监测可靠性不高等问题,提出了一种基于GVF-Snake(gradient vector flow snake)模型干涉条纹边界探测的相位解缠方法.该算法利用GVF-Snak... 针对矿区沉降监测中低相干和强噪声下出现相位不连续、条纹间断等导致的InSAR(Interferometric SAR)监测可靠性不高等问题,提出了一种基于GVF-Snake(gradient vector flow snake)模型干涉条纹边界探测的相位解缠方法.该算法利用GVF-Snake模型对沉降漏斗区的干涉条纹进行边缘检测获取干涉条纹的边界,对检测边界内的像元按照相关准则进行解缠绕,通过改进的中值滤波方法消除孤立点.以济宁矿区为实验区,采用日本ALOS PALSAR真实雷达数据进行矿区沉降监测以验证新解缠算法的有效性,利用两组实验数据分别采用基于GVF-Snake模型的边界探测解缠算法与最小费用流等其它5种解缠算法进行对比实验与分析.结果表明:所提算法在干涉条纹质量较好的情况下与其它解缠算法高度一致,以MCF(minimum cost flow)最小费用流解缠方法作为评价标准,新方法解缠精度可以达到±0.005 8rad;在干涉条纹间断、噪声影响严重的情况下,可以实现InSAR矿区沉降漏斗的正确相位解缠,从而保证InSAR矿区大量级沉降监测的可靠性及精度. 展开更多

关键词 INSAR 相位解缠 矿区沉降监测 GVF-Snake模型 边界探测

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改善移动终端测量精度的卡尔曼滤波算法 被引量：4

10

作者 吕伟才 蒋法文 +5 位作者 杭玉付 朱亚洲 杨旭 陈小轶 汪洋 汪泽 《导航定位学报》 2016年第2期47-52,共6页

针对开采沉陷监测中常规RTK测量精度偏低的问题,结合开采沉陷监测的特点,以煤矿开采沉陷自动化监测系统的实时数据采集终端系统2min内各历元采集的坐标及精度为基础,构建卡尔曼滤波模型,以进一步改善移动终端测量精度。利用地表移动观... 针对开采沉陷监测中常规RTK测量精度偏低的问题,结合开采沉陷监测的特点,以煤矿开采沉陷自动化监测系统的实时数据采集终端系统2min内各历元采集的坐标及精度为基础,构建卡尔曼滤波模型,以进一步改善移动终端测量精度。利用地表移动观测站的实测数据,通过与常规RTK测量、水准测量结果的比较分析,结果表明滤波后的测量精度得到了较好的改善。从内部符合精度来看,滤波RTK测量的平面位置平均测量精度约为±0.3cm,高程方向平均测量精度约为±0.5cm,完全满足开采沉陷监测的精度要求;与水准测量成果相比,高程方向平均外部测量精度约为±0.8cm,基本满足开采沉陷监测的精度要求。 展开更多

关键词 开采沉陷监测 移动终端 RTK测量 卡尔曼滤波 精度分析

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基于InSAR技术的大同市云冈矿区地面沉降监测 被引量：2

11

作者 黄德华 《华东地质》 CAS 2023年第4期476-484,共9页

大同市煤炭资源丰富,但煤矿开采活动造成的地面沉降等地质环境问题一定程度上制约着矿区发展。为监测大同市云冈矿区的地面沉降特征,基于哨兵-1A卫星数据,文章使用星载合成孔径雷达差分干涉测量技术(Differential Interferometric Synth... 大同市煤炭资源丰富,但煤矿开采活动造成的地面沉降等地质环境问题一定程度上制约着矿区发展。为监测大同市云冈矿区的地面沉降特征,基于哨兵-1A卫星数据,文章使用星载合成孔径雷达差分干涉测量技术(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar,D-InSAR)技术处理2020年6—7月的2景影像,初步获取矿区沉降区域特征,监测区最大沉降量达4.6 cm/36 d;采用小基线集差分干涉技术(Small Baseline Subset InSAR,SBAS-InSAR)处理2019年1月—2020年12月的24景影像,得到监测区部分沉陷区域的长时间序列形变量,该形变量与2020年1月—2020年9月的同地区25景影像数据永久散射体合成孔径雷达干涉测量(Persistent Scattered Interferometric Synthetic Aperture Radar,PS-InSAR)监测形变空间分布一致,形变趋势吻合。综合以上3种InSAR监测结果表明,监测区内存在多达12个明显快速沉降区,均分布于矿区内,其中最大沉降速率达180 mm/y,2019—2020年最大累积沉降量为333 mm,东南部城市区域没有明显形变迹象。研究结果为矿区沉降监测及合理开采提供科学依据。 展开更多

关键词 D-INSAR SBAS-InSAR 时间序列 PS-INSAR 矿区沉降监测 大同市云冈矿区

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开采沉陷形变监测云平台的设计与实现 被引量：2

12

作者 彭小强 池深深 +2 位作者 石长伟 陈卫卫 陈佩文 《安徽理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2020年第3期39-45,共7页

传统搭载在物理机上的开采沉陷监测数据处理系统速度慢,效率低;现行系统中数据处理、成果资料展现和成果提交滞后。研究在云平台上建立数据处理系统,对于实现沉陷监测数据在云端上及时处理,成果资料及时展现、分享具有实际意义。改进了... 传统搭载在物理机上的开采沉陷监测数据处理系统速度慢,效率低;现行系统中数据处理、成果资料展现和成果提交滞后。研究在云平台上建立数据处理系统,对于实现沉陷监测数据在云端上及时处理,成果资料及时展现、分享具有实际意义。改进了现有的软件处理系统和数据库系统,从总体架构、项目流程、功能实现方三面,搭建云平台系统框架,并跟进项目数据积累产生的新变化和新需求,为形变监测云平台研发提供参考。 展开更多

关键词 开采沉陷监测 云平台 系统框架构建 数据库设计 功能实现

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改进的WOA-BP算法在概率积分法参数预计中的应用 被引量：1

13

作者 郭立 赵尚民 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2023年第6期131-139,共9页

针对BP神经网络在预测概率积分法参数时将引起初始偏置值和权值的随机性的问题,该文旨在解决由此导致预测参数不稳定的问题。首先对鲸鱼算法(WOA)的收敛因素和位置更新方式进行改进,使其寻优能力提升;再利用改进的WOA算法对BP神经网络... 针对BP神经网络在预测概率积分法参数时将引起初始偏置值和权值的随机性的问题,该文旨在解决由此导致预测参数不稳定的问题。首先对鲸鱼算法(WOA)的收敛因素和位置更新方式进行改进,使其寻优能力提升;再利用改进的WOA算法对BP神经网络的初始偏置值和权值进行优化,使用最优的偏置值和权值获得概率积分法预计参数,并在矿区沉降监测中应用。利用实测数据验证表明,与BP神经网络和普通WOA-BP算法相比,改进WOA-BP算法具有较高的一致性指数和决定系数,且均方根误差和相对误差平均值明显减小,迭代次数显著减少。因此,改进的WOA-BP算法可有效提高概率积分预计的质量,在矿区沉降监测中发挥一定作用。 展开更多

关键词 概率积分法参数预计 改进的WOA-BP算法 BP神经网络 WOA算法 矿区沉降监测

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基于D-InSAR技术和灰色Verhulst模型的矿区沉降监测与预计 被引量：32

14

作者 杨俊凯 范洪冬 +1 位作者 赵伟颖 冯军 《金属矿山》 CAS 北大核心 2015年第3期143-147,共5页

针对在地形复杂的矿区沉降观测资料不易获取的问题,将合成孔径雷达差分干涉技术（D-In SAR）与灰色Verhulst模型相结合,提出了一种矿山开采沉陷监测和预计方法。该方法首先对覆盖大柳塔煤矿某工作面的12景Terra SAR-X雷达数据进行D-In ... 针对在地形复杂的矿区沉降观测资料不易获取的问题,将合成孔径雷达差分干涉技术（D-In SAR）与灰色Verhulst模型相结合,提出了一种矿山开采沉陷监测和预计方法。该方法首先对覆盖大柳塔煤矿某工作面的12景Terra SAR-X雷达数据进行D-In SAR处理,获取观测站沉降值;然后根据沉降量与时间的关系建立了基于灰色Verhulst模型的预测函数,对开采沉陷发展规律进行分析。试验结果表明：3个测试点D-In SAR监测数据的绝对和相对误差分别为2.8~15 mm,0.9%~6%;结合灰色Verhulst模型预测的绝对和相对误差分别为3.4~18.8 mm,1.2%~5.7%。上述研究结果进一步表明,所提出的方法可有效弥补矿区沉降实测数据的不足,为实现矿区开采沉陷监测和预计的一体化软件设计提供参考。 展开更多

关键词 沉降监测与预计 D-INSAR 灰色VERHULST模型 预测函数

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联合SBAS-InSAR技术和概率积分法的矿区地表沉降监测及分析

15

作者 王鹏 赵月 《山东煤炭科技》 2024年第10期154-159,共6页

针对煤矿持续开采引起的地表沉降问题,联合SBAS-InSAR技术和概率积分法实现矿区全盆地精细化沉降监测,利用SBAS-InSAR技术获取矿区累积沉降量并提取沉降盆地边缘特征点,进一步联合实测水准数据,基于遗传算法求解概率积分法参数,获取矿... 针对煤矿持续开采引起的地表沉降问题,联合SBAS-InSAR技术和概率积分法实现矿区全盆地精细化沉降监测,利用SBAS-InSAR技术获取矿区累积沉降量并提取沉降盆地边缘特征点,进一步联合实测水准数据,基于遗传算法求解概率积分法参数,获取矿区地表沉降监测,依据InSAR最大形变梯度理论,通过计算干涉图平均相干性,并以此为阈值将SBAS-InSAR沉降结果和概率积分法的结果进行融合,获取矿区精细化地表沉降信息。以山东省三河口煤矿为研究区,采用2022年11月2日到2023年8月29日期间覆盖研究区的26景Sentinel-1A数据,对该方法的精度进行验证。结果表明,该方法的监测精度优于单独使用SBAS-InSAR技术和概率积分法,可以获取矿区全盆地精细化沉降信息。 展开更多

关键词 SBAS-InSAR 概率积分法 联合法 矿区沉降监测

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D-InSAR技术在矿区沉陷监测中的应用 被引量：3

16

作者 张自发 张广学 +1 位作者 房振 娄明明 《北京测绘》 2020年第12期1785-1789,共5页

D-InSAR技术作为20世纪90年代发展起来的新型空间对地观测技术,凭借着全天候、全天时、高分辨率和连续空间覆盖的特点到了广泛的应用。本文以内蒙古营盘壕煤矿为研究区,利用Sentinel-1A数据,通过二轨差分干涉测量方法得到该矿区的沉降... D-InSAR技术作为20世纪90年代发展起来的新型空间对地观测技术,凭借着全天候、全天时、高分辨率和连续空间覆盖的特点到了广泛的应用。本文以内蒙古营盘壕煤矿为研究区,利用Sentinel-1A数据,通过二轨差分干涉测量方法得到该矿区的沉降数据。通过对沉降数据进行各种GIS分析获取工作面上方的地表沉降信息,并将D-InSAR沉降数据与GPS沉降数据进行精度验证,证明了D-InSAR技术在矿区地面沉降监测的可行性。 展开更多

关键词 差分干涉雷达(D-InSAR)技术 GIS技术 矿区沉陷监测 Sentinel-1A数据

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基于测量机器人与近景摄影测量技术的山区采动地表移动变形监测方法 被引量：3

17

作者 王启春 马洪浩 《矿山测量》 2017年第5期1-4,共4页

采用传统测量方法获取山区采动地表移动变形数据,其外业工作量大,且难以获取实时动态的监测数据。随着测量仪器和测量技术的快速发展,测量机器人和近景摄影测量技术在变形监测中已得到了广泛应用。文中结合两种方法的优点,探索一种适用... 采用传统测量方法获取山区采动地表移动变形数据,其外业工作量大,且难以获取实时动态的监测数据。随着测量仪器和测量技术的快速发展,测量机器人和近景摄影测量技术在变形监测中已得到了广泛应用。文中结合两种方法的优点,探索一种适用于山区采动地表移动变形监测新方法。通过新方法的测量精度分析、监测站设计以及变形监测方案设计,从而确定了该方法的可行性。采用新方法可获取高精度的山区动态开采地表移动变形离散数据和面状数据,为研究山区采动移动变形规律提供科学的依据。 展开更多

关键词 测量机器人 近景摄影测量 开采沉陷 变形监测

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