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基于地面激光扫描技术的矿区建筑物变形智能监测关键技术研究的开题报告
一、选题背景和意义
矿区建筑物是矿业企业的主体设施之一，它对于矿区人员安全、生产安全以及矿区环境的保护具有重要的作用。但是，由于长期的开采和自然环境的影响等因素，矿区建筑物可能会出现变形、破坏等问题，甚至导致重大事故发生。因此，矿区建筑物变形监测具有非常重要的意义，可以为矿区安全生产提供可靠的技术支撑和保障。
传统的矿区建筑物变形监测方法主要采用工程测量方法，通过全站仪、水准仪等设备采集数据，再通过数据处理和分析来判断矿区建筑物的变形情况。但是，这种方法存在许多问题，例如数据采集难度大、精度低、效率低、成本高等。随着数字化技术和激光扫描技术的发展，基于地面激光扫描技术的矿区建筑物变形智能监测技术逐渐成为研究的热点。
二、研究目标和内容
本研究旨在利用地面激光扫描技术，对矿区建筑物进行快速、非接触式、高精度的变形监测，提高监测效率和精度，为矿区安全生产提供可靠的技术支撑和保障。
具体研究内容包括：
1.矿区建筑物变形监测系统建立：包括地面激光扫描仪的选择和配置，数据采集系统的设计与建立；
2.矿区建筑物变形监测数据处理：包括基于地面激光点云的矿区建筑物三维重建和形变分析；
3.矿区建筑物变形监测系统应用：对矿区建筑物进行实时监测和评估，对监测数据进行可视化呈现和预警提示。
三、研究方法和技术路线
本研究主要采用以下技术和方法：
1.地面激光扫描技术：通过地面激光扫描仪，对矿区建筑物进行快速、非接触式的三维数据采集，获取精度高、密度大的点云数据；
2.地面控制点确定技术：利用全站仪和GPS技术，在矿区建筑物周围设置控制点，实现点云数据与实际坐标系的匹配；
3.形变分析技术：采用形变分析算法，对建筑物的变形情况进行分析和评估；
4.可视化技术：采用可视化技术，将监测数据以图形的形式呈现，方便工程师、管理人员进行分析和决策。
技术路线如下：
1.地面激光扫描仪的选择和配置；
2.控制点的设置和采集；
3.点云数据处理和形变分析；
4.监测数据可视化和预警系统的建立。
四、预期成果及创新性
本研究预期达到以下成果：
1.基于地面激光扫描技术的矿区建筑物变形监测系统建立；
2.基于地面激光点云的矿区建筑物三维重建和形变分析技术的研究；
3.矿区建筑物变形监测数据可视化和预警系统的建立。
本研究的创新性在于：
1.利用地面激光扫描技术实现对矿区建筑物变形的快速、高精度、非接触式监测；
2.利用形变分析算法对矿区建筑物的变形情况进行评估和预测，提高监测效率和准确性；
3.采用可视化技术将监测数据以图形的形式呈现，方便工程师、管理人员进行分析和决策。
五、研究难点和解决方案
本研究的主要研究难点包括：
1.点云数据的处理和形变分析；
2.预警系统的建立和管理；
3.实时监测系统的建立和维护。
针对以上难点，本研究的解决方案如下：
1.采用先进的形变分析算法，实现对大规模点云数据的快速处理和可视化，并建立形变预测模型；
2.结合机器学习技术，建立预警系统，实现对变形预测的自动化管理；
3.采用云计算和物联网技术，建立实时监测系统，实现对矿区建筑物变形的实时监测和管理。