[发明专利]一种基于三维点云重构技术的高切坡地质快速编录方法

说明书

本发明公开了一种基于三维点云重构技术的高切坡地质快速编录方法。它包括以下步骤：步骤一：无人机数据采集；步骤二：运动恢复结构；步骤三：点云数据后处理；步骤四：结构面识别及提取。本发明克服了现有传统地质编录工作效率低下和高精度三维激光扫描仪成本高的问题；具有低成本、易操作、效果好、效率高的优点。

技术领域

本发明涉及三维仿真技术领域，特别是涉及一种基于三维点云重构技术的地质体快速编录方法，更具体地说它是一种基于无人机三维点云重构技术的高切坡地质快速编录方法。

背景技术

三维激光扫描技术在业内已经应用了多年，技术日趋成熟。目前，由于三维激光设备成本较高，三维激光扫描还没有被全面推广，工程技术人员还仍然保持传统的地质编录习惯，需要为绘制工程地质展示图付出大量的时间和精力。无人机采集含坐标高清影像和运动重构技术相关软件的快速发展，三维点云重构技术让快速地质编录更加高效和便捷。

传统高切坡地质编录工作包括地质人员使用罗盘、皮尺和米格纸对开挖边的相关信息进行现场采集，目前较多采用传统数码相机或三维激光扫描仪获取目标体影像，再经过室内编辑处理获取有用信息。上述方法不能彻底解决实际工作中地质测绘困难问题，如三维激光扫描仪存在一定的扫描距离、仰角和场地限制等问题，对距离较远的目标体扫描效果差。

高切坡是工程中最常见的，为查明高切坡岩体结构面发育情况，必须对其进行地质测绘和编录，为边坡支护设计提供地质依据。

因此，现亟需开发一种能解决传统地质编录工作地质展示图绘制工作量大、过程繁琐、效率低下和测绘困难地区岩体结构面产状量测问题的高切坡地质快速编录方法。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种基于三维点云重构技术的高切坡地质快速编录方法，该方法具有低成本、编录效果好，精度较高，不仅操作简单，而且操作人员的劳动强度大大降低，工作效率较高的特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种基于三维点云重构技术的高切坡地质快速编录方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：无人机数据采集；

步骤二：运动恢复结构流程；

步骤三：点云数据后处理；

步骤四：结构面识别及提取。

在上述技术方案中，步骤一中，所述无人机信息采集的内容包括对工作区建立GPS局部控制网，目标体照片采集、放大及调整；；所述目标体为高切坡岩体结构面。

在上述技术方案中，步骤二中，运动恢复结构流程包括对照片集利用尺度不变特征转换原理和光束平差方法重建三维场景稀疏点云，分别采用多视图立体视觉和面片多视图立体视觉生成密集点云。

在上述技术方案中，步骤三中，点云数据后处理包括根据像控点坐标修正点云数据，转换坐标及调整比例尺生成数字地表模型，网格生成及适应。

在上述技术方案中，步骤三中，根据像控点坐标修正密集点云数据。

在上述技术方案中，步骤四中，结构面识别及提取包括利用生成的点云模型建立数字地表模型，对数字地表模型中结构面识别和分组；利用模糊聚类法Fisher函数分布方法，去除边界点重新聚类，最终提取包括高切坡岩体结构面倾向、倾角、可见迹长的基本特征信息。