基于UAV-LiDAR点云的地表三维形变同步提取方法研究
占喜林1
周大伟1
安士凯2
詹绍奇2
刁鑫鹏1
1.中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州 2211162.平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽省煤矿绿色低碳发展工程研究中心,安徽淮南 232033
摘要：针对地表沉陷是时空同步的三维移动过程,而常规监测处理是将下沉和水平移动分开提取,该方法在带来误差的同时也无法反映变形的同步性.本文在无人机光探测与测距(UAV-Li-DAR)点云的基础上,提出一种刚体点云变换的方法来同步提取地表三维移动变形,主要步骤为:对LiDAR点云进行连通域分割得到地面特征点云;以地面特征点云为刚体,联合快速点特征直方图(FPFH)和迭代最近点算法(ICP)对其配准并从变换矩阵中提取地表三维移动;采用多尺度模型到模型的点云比对(M3C2)算法改正配准误差,以鄂尔多斯王家塔煤矿为例进行应用并评定精度.试验结果表明:地表最大下沉为2.723 m,X和Y方向的最大水平移动量分别为0.65和0.75 m;地表三维形变内部符合精度为57 mm,而M3C2算法对形变误差改正后的精度为41 mm,精度提高了 28％.对比实时动态载波相位差分(RTK-GPS)实测形变值,X,Y和Z方向的形变中误差分别为56,83和36 mm,验证了基于点云分割配准提取三维形变是可行的.
关键词：UAV-LiDAR刚体点云连通域分割配准地表三维形变
分类号：TN29(光电子技术、激光技术)
资助基金：国家自然科学基金(52104174)江苏省自然科学基金(BK20190642)宁夏回族自治区重点项目(2022BEG03065)
论文发表日期：2023-11-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 1241-1250 )
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