基于UAV-LiDAR的矿区地表形变监测及应用研究

陈书亮; 谭海滨

doi:10.13301/j.cnki.ct.2026.02.021

煤炭技术 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (2) : 125 -131. DOI: 10.13301/j.cnki.ct.2026.02.021

基于UAV-LiDAR的矿区地表形变监测及应用研究

陈书亮, 谭海滨

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摘要

针对矿区地表形变监测中传统手段空间覆盖不足、InSAR技术受植被与相干性限制等问题，提出一种基于无人机激光雷达（UAV-LiDAR）的矿区动态沉陷监测方法。构建“自适应航迹规划-多架次点云融合-体素曲面联合配准”技术流程：采用改进渐进三角网滤波（PTF）实现复杂地形下地面点精确提取；引入FCM优化的超体素分割与LCCP聚类算法提升地物边界识别精度；通过PCA-ICP联合配准将多时相点云高程误差压缩至毫米级；基于法线双边滤波剔除沉陷盆地噪声。以山东唐口矿6310工作面为试验区，完成3期8架次航测（飞行高度90 m，重叠度30%）。结果表明：沉陷监测中误差为55.14～57.13 mm,UAV-LiDAR获取的地表下沉量与地面观测站结果整体一致，在误差范围内。该技术突破了GNSS/InSAR在植被覆盖区的监测瓶颈，可为智能矿山采-沉-治全生命周期管理提供了可移植的技术范式。