刘　杰，阎跃观，李　军，李雪松，黄志华

(中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京 100083)



基于激光点云的沉陷区水平位移求取方法研究

刘杰，阎跃观，李军，李雪松，黄志华

(中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京 100083)

[摘要]三维激光扫描技术可用于监测沉陷地表或地物的垂直方向沉降，但由于缺少同名点信息，很难利用激光点云数据监测沉陷区的水平移动。通过构造水平移动的虚拟监测点，提出了一种水平移动的求取方法。首先，以房屋的移动量代替地表的移动量，将房屋点云的重心作为虚拟监测点；然后，以房屋特征点为参照对开采前后房屋点云数据进行人工粗配准，再使用ICP配准算法进行精确配准；最后，求取配准前后虚拟监测点的空间位置差值，从而求出水平移动量。通过实测点云数据对该方法进行应用研究，证明了该方法的有效性。

[关键词]水平位移；三维激光扫描；沉陷监测；重心坐标；ICP 算法

为了避免或减少矿山开采造成的损害，需要对沉陷区地表进行变形监测。传统方法是在工作面上方布设线状的观测站，通过全站仪和水准仪来获取监测点的形变，从而得到地表的形变。这种监测方法有以下不足之处：沉陷区监测点的布设受地形条件的限制，易破坏、不易维护；监测范围一般都是沿工作面走向或倾向的线状区域，监测周期比较长[1]。三维激光扫描仪作为获取数据的一种新手段，能够无接触、快速、准确、全天候地获取目标点云数据[2]，且不需要布设固定点，同时获取的是点云面状数据，能够全面准确地反映沉陷区地表和建筑物形态。……