[发明专利]一种基于探地雷达的地下管道周围目标插值建模算法

权利要求书

1.一种基于探地雷达的地下管道周围目标插值建模算法，该方法以探地雷达采集的探测数据为基础，绘制出地下管道周围的三维病害体模型，具体步骤如下：

步骤(A1)：首先在探地雷达数据中提取出管线周围病害体采样点数据，所有采样点视作截面(一个封闭曲面)边界上的点，其中上表面n个点坐标数据P₁(y_i,z_i)，下表面坐标数据其中n为上(下)采样点个数，记y,z坐标步长分别为g_j＝y_j+1-y_j，h_j＝z_j+1-z_j，j＝2,3,...n-2；

步骤(A2)：由上述数据将上下表面拟合成封闭的光滑曲面，以上表面为例，去除两端点，求解三次样条函数S_l(x_l+1)＝A_l+B_l(x-x_l+1)+C_l(x-x_l+1)²+D_l(x-x_l+1)³,x∈[x_l+1,x_l+2]，其中l＝1,2,...,n-3，A_l,B_l,C_l,D_l为待定系数，S_l满足S_l(x_l+1)＝y_l+1,S_l(x_l+2)＝y_l+2,，S′_k-1(x_k)＝S′_k(x_k)，S″_k-1(x_k)＝S″_k(x_k)，k＝2,3...,n-3；

步骤(A3)：求解上述方程，需要满足边界条件S″₁(x₂)＝S″_n-2(x_n-1)，对于端点P₁(y₁,z₁),P₁(y₂,z₂)，以此两点作为二次曲线上的两点，,b₁＝|y₂-y₁|，a₁＝|z₂-z₁|，边界坐标z∈(z₁,z₂)，同理可得与P₁(y_n-1,z_n-1)与P₁(y_n,z_n),与的边界拟合函数。

2.通过权利要求1所述方法，得到了插值后相对平滑的二维截面，再抽取均匀的绘图点，将得到的二维坐标结合采样截面的偏转角度θ，求得所有绘图点的三维坐标，再将所有的坐标进一步处理绘制出需要的病害体模型。具体步骤如下：,

步骤(B1)：插值后得到相对平滑的边界曲线，利用已知的采样间距d₀，沿z轴方向上的采样点数截面边界上的采样点数将二维的采样点坐标转换为三维坐标，二维坐标P₁(y_u,z_u),其对应空间三维坐标记为P₁(x_u,y_u,z_u),对于曲面上任意三维坐标P₁(x′_u,y′_u,z′_u)，其中z′_u＝z_u，u＝1,2...m′；

步骤(B2)：由相邻三维坐标P(x_u,y_u,z_u)，P(x_u,y_u,z_u+1)，P(x_u+1,y_u+1,z_u+1)构成一个平面三角形，以此类推由(m-1)×m′个平面三角形组成封闭曲面构成病害体模型。