采煤沉陷区地表变形监测方法、监测装置、设备和介质制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种采煤沉陷区地表变形监测方法、监测装置、设备和介质，所述方法包括：获取采煤工作面的开采影响范围线；根据开采影响范围线，划定稳定区域和地表持续变形区域，以便在稳定区域每隔第一设定距离布设一个像控点，以及在地表持续变形区域沿采煤工作面的走向主断面布设走向监测线和倾斜主断面布设倾斜监测线，其中，走向监测线和倾斜监测线上每间隔第二设定距离布设一个监测点；根据在稳定区域布设的像控点和在地表持续变形区域布设的监测点，确定航线任务；将航线任务上传至无人机，以使无人机按照航线任务飞行完成对所有像控点和所有监测点的数据采集工作，并形成点云文件。该方法能够精确地获取航测区域地面点三维坐标。三维坐标。三维坐标。

【技术实现步骤摘要】
采煤沉陷区地表变形监测方法、监测装置、设备和介质


[0001]本专利技术涉及采煤沉陷区地表形变监测
，尤其涉及一种采煤沉陷区地表变形监测方法、监测装置、设备和介质。

技术介绍

[0002]为研究开采沉陷规律，必须进行地表移动变形观测研究工作。一般采用在工作面上方沿走向和倾斜方向布设观测站点，并利用全站仪、RTK(Real Time Kinematic，实时差分定位)、水准仪，根据开采进度对观测站点进行周期性观测，以实现对采煤沉陷区地表的监测。但是，这种布设观测站点的方法具有建站费用高、观测成本高、劳动强度大、观测效率低、数据处理繁琐等缺点。
[0003]近年来，随着无人机技术的发展，已有将无人机航空摄影测量技术应用于采煤沉陷区变形监测领域，主要是在地面尽可能多的布设像控点，利用RTK对像控点进行测量，获取像控点坐标，然后利用无人机对监测区域进行航拍，利用后处理软件进行空中三角测量，对像控点进行刺点，通过解算地面点坐标，获取地面点的DEM(Digital Elevation Model，数字高程模型)数据，以实现对采煤沉陷区地表的监测。虽然，采用无人机的方法可以解决布设观测站点方法的问题，但是由于井下煤炭开采后，地表将形成一个比开采工作面大很多的沉陷盆地，地表一般是持续移动的，所以每次航测之前需要重新做一遍像控点，其工作效率明显降低，且每次像控点测量的误差也将传递到航空摄影测量成果中，降低了观测精度。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在从一定程度上解决相关技术中的技术问题。
[0005]为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种采煤沉陷区地表变形监测方法，该方法先划出稳定区域和地表持续变形区域，通过在稳定区域布设固定的像控点，在地表持续变形区域的采煤工作面的走向主断面和倾斜主断面上布设固定的监测点，之后基于像控点和监测点确定航线任务，将规划好的航线任务上传无人机，以使无人机按照所述航线任务飞行完成对所有所述像控点和所有所述监测点的数据采集工作，并形成点云文件，从而能够精确地获取航测区域地面点三维坐标。
[0006]本专利技术的第二个目的在于提出一种采煤沉陷区地表变形监测装置。
[0007]本专利技术的第三个目的在于提出一种电子设备。
[0008]本专利技术的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
[0009]本专利技术的第五个目的在于提出一种计算机程序产品。
[0010]为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种采煤沉陷区地表变形监测方法，包括以下步骤：获取采煤工作面的开采影响范围线；根据所述开采影响范围线，划定稳定区域和地表持续变形区域，以便在所述稳定区域每隔第一设定距离布设一个像控点，以及在所述地表持续变形区域沿所述采煤工作面的走向主断面布设走向监测线和倾斜主断
面布设倾斜监测线，其中，所述走向监测线和所述倾斜监测线上每间隔第二设定距离布设一个监测点，所述第一设定距离大于所述第二设定距离；根据在所述稳定区域布设的所述像控点和在所述地表持续变形区域布设的监测点，确定航线任务；将所述航线任务上传至无人机，以使无人机按照所述航线任务飞行完成对所有所述像控点和所有所述监测点的数据采集工作，并形成点云文件。
[0011]根据本专利技术实施例的采煤沉陷区地表变形监测方法，先获取采煤工作面的开采影响范围线，并根据开采影响范围线，划定稳定区域和地表持续变形区域，以便在稳定区域每隔第一设定距离布设一个像控点，以及在地表持续变形区域沿采煤工作面的走向主断面布设走向监测线和倾斜主断面布设倾斜监测线，其中，走向监测线和倾斜监测线上每间隔第二设定距离布设一个监测点，之后根据在稳定区域布设的像控点和在地表持续变形区域布设的监测点，确定航线任务，并将航线任务上传至无人机，以使无人机按照航线任务飞行完成对所有像控点和所有监测点的数据采集工作，并形成点云文件，从而能够精确地获取航测区域地面点三维坐标。
[0012]另外，本专利技术第一方面实施例提出的采煤沉陷区地表变形监测方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：
[0014]获取开采进度；
[0015]根据所述开采进度和所述地表持续变形区域，更新航线任务；
[0016]将更新后的航线任务上传至所述无人机，以通过所述无人机在当前时间点进行航测，以获取对应的航测结果。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：
[0018]获取不同时间点的所述航测结果；
[0019]根据不同时间点的所述航测结果，对所述监测区域的沉降、变形进行统计，并结合所述开采进度，得到地表沉降规律。
[0020]根据本专利技术的一个实施例，所述获取工作面的开采影响范围线，包括：
[0021]获取矿井的岩移预计参数；其中，所述岩移预计参数包括下沉系数、水平移动系数、主要影响角正切、拐点偏移距和开采影响传播系数；
[0022]对所述岩移预计参数采用概率积分法，计算所述工作面开采影响范围线。
[0023]其中，所述下沉系数为0.82、所述水平移动系数为0.3、所述主要影响角正切为2.0、所述拐点偏移距为0.02H、所述开采影响传播系数为0.6。
[0024]根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述开采影响范围线，划定稳定区域和地表持续变形区域，包括：
[0025]将所述开采影响范围线向外扩展第三设定距离后，以外的区域作为所述稳定区域，以内的区域作为所述地表持续变形区域，其中，所述第三设定距离小于所述第一设定距离。
[0026]根据本专利技术的一个实施例，所述像控点和所述监测点均为聚氯乙烯PVC材质，利用固定器固定于地面。
[0027]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种采煤沉陷区地表变形监测装置，包括：获取模块，用于获取采煤工作面的开采影响范围线；第一规划模块，用于根据所述
开采影响范围线，划定稳定区域和地表持续变形区域，以便在所述稳定区域每隔第一设定距离布设一个像控点，以及在所述地表持续变形区域沿所述采煤工作面的走向主断面布设走向监测线和倾斜主断面布设倾斜监测线，其中，所述走向监测线和所述倾斜监测线上每间隔第二设定距离布设一个监测点，所述第一设定距离大于所述第二设定距离；第二规划模块，用于根据在所述稳定区域布设的所述像控点和在所述地表持续变形区域布设的监测点，确定航线任务；上传模块，用于将所述航线任务上传至无人机，以使无人机按照所述航线任务飞行完成对所有所述像控点和所有所述监测点的数据采集工作，并形成点云文件。
[0028]根据本专利技术实施例的采煤沉陷区地表变形监测装置，通过获取模块获取采煤工作面的开采影响范围线，通过第一规划模块根据开采影响范围线，划定稳定区域和地表持续变形区域，以便在稳定区域每隔第一设定距离布设一个像控点，以及在地表持续变形区域沿采煤工作面的走向主断面布设走向监测线和倾斜主断面布设倾斜监测线，其中，走向监测线和倾斜监测线上每间隔第二设定距离布设一个监测点，通过第二规划模块根据在稳定区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采煤沉陷区地表变形监测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取采煤工作面的开采影响范围线；根据所述开采影响范围线，划定稳定区域和地表持续变形区域，以便在所述稳定区域每隔第一设定距离布设一个像控点，以及在所述地表持续变形区域沿所述采煤工作面的走向主断面布设走向监测线和倾斜主断面布设倾斜监测线，其中，所述走向监测线和所述倾斜监测线上每间隔第二设定距离布设一个监测点，所述第一设定距离大于所述第二设定距离；根据在所述稳定区域布设的所述像控点和在所述地表持续变形区域布设的监测点，确定航线任务；将所述航线任务上传至无人机，以使无人机按照所述航线任务飞行完成对所有所述像控点和所有所述监测点的数据采集工作，并形成点云文件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取开采进度；根据所述开采进度和所述地表持续变形区域，更新航线任务；将更新后的航线任务上传至所述无人机，以通过所述无人机在当前时间点进行航测，以获取对应的航测结果。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取不同时间点的所述航测结果；根据不同时间点的所述航测结果，对所述监测区域的沉降、变形进行统计，并结合所述开采进度，得到地表沉降规律。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取工作面的开采影响范围线，包括：获取矿井的岩移预计参数；其中，所述岩移预计参数包括下沉系数、水平移动系数、主要影响角正切、拐点偏移距和开采影响传播系数；对所述岩移预计参数采用概率积分法，计算所述工作面开采影响范围线。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，所述下沉系数为0.82、所述水平移动系数为0.3、所述主要影响角正切为2.0、所述拐点偏移距为0.02H、所述开采影响传播系数为0.6。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：韩永斌，汤小林，张怀，李幸丽，刁乃勤，李科心，高均海，孔素丽，
申请(专利权)人：中煤科工生态环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：