[发明专利]一种铁路沿线危岩落石的快速定位及三维重建方法

说明书

本发明公开了一种铁路沿线危岩落石的快速定位及三维重建方法，包括：S1，获取铁路沿线数字正射影像和数字高程模型数据；S2，搭建三维可视化场景；S3，根据三维可视化场景进行危岩落石风险区粗判释；S4，基于划分的可疑风险区域进行有针对性的实地踏勘；S5，基于虚拟踏勘和实地踏勘结果进行分析，在三维可视化场景中确定需要进行稳定性评价和防护的危岩落石具体范围；S6，无人机精细化倾斜摄影，获取高分辨率、高重叠度数码影像和高精度POS数据；S7，危岩落石实景三维模型重建。该方法能够远距离、准确、快速地获取山区目标危岩体的定位和物理信息。

技术领域

本发明涉及低空摄影测量和铁路工程地质勘察领域，特别是涉及一种铁路沿线危岩落石的快速定位及三维重建方法。

背景技术

铁路沿线的危岩落石是影响山区铁路勘察设计、建设施工及运营维护的重要地质灾害之一，其造成的危害程度丝毫不亚于滑坡和泥石流。危岩落石已成为威胁铁路安全的一个重要因素，因此山区铁路沿线危岩落石的勘察工作也成为工程地质勘察的重要内容之一。传统的危岩落石方法主要以人工勘察为主，辅助以罗盘、皮尺等工具，该方法外业工作量大、工作效率低，并且存在很大的安全隐患；另外，危岩落石多发生在高陡边坡或陡崖地段，传统的勘察手段受到现场地形地势条件的限制，难以获得准确的目标危岩体的物理信息，很难满足危岩落石精细化勘察的需求。

近几年，出现了基于三维激光扫描技术的危岩落石勘察方法，但是仍然受到架站和标靶布设不方便的制约，困难区域难以获得高密度激光点云，并且缺乏精细的纹理信息，存在后期点云分类和滤波困难的问题，难以进行三维重建和精细参数量测。

发明内容

本发明的目的是提供一种劳动强度低、效率和精度较高的铁路沿线危岩落石的快速定位及三维重建方法。

为此，本发明的技术方案如下：

一种铁路沿线危岩落石的快速定位及三维重建方法，包括以下步骤：

S1，获取铁路沿线数字正射影像和数字高程模型数据：根据铁路设计线位资料或者既有台账资料制作线路三维中线，基于三维中线制作缓冲区，获取该区域的数字正射影像和数字高程模型数据；

S2，三维可视化场景搭建：利用步骤S1获取的数字正射影像和数字高程模型数据制作三维可视化场景；

S3，根据所述三维可视化场景进行危岩落石风险区粗判释：将步骤S1制作的所述铁路三维中线与步骤S2得到的三维可视化场景进行集成，通过对铁路全线进行虚拟踏勘，粗略划分出危岩落石的可疑风险区域；

S4，外业实地针对性踏勘：基于步骤S3划分的可疑风险区域进行有针对性的实地踏勘；

S5，重要工点分析及危岩落石风险区精判释：基于步骤S3的虚拟踏勘和步骤S4实地踏勘的结果进行分析，在三维可视化场景中确定需要进行稳定性评价和防护的危岩落石具体范围；

S6，无人机精细化倾斜摄影：根据步骤S5中划定的危岩落石具体范围的地形地势情况，进行精细化低空摄影，获取高分辨率、高重叠度数码影像和高精度POS数据；

S7，危岩落石实景三维模型重建：基于步骤S6中获取的高分辨影像和高精度POS数据，利用倾斜摄影测量数据处理系统进行实景三维模型重建。

其中，步骤S3进行危岩落石风险区粗判释包括以下步骤：

S3-1，三维场景及矢量三维中线集成；将步骤S1制作的铁路三维中线与步骤S2得到的三维可视化场景进行集成，对矢量三维中线的线型、颜色及注记进行参数设置，以清晰展示铁路在三维可视化场景中的走向、空间位置和里程段落；