[发明专利]利用点偏移技术的陡边坡倾斜摄影模型地质界线优化方法

说明书

本发明公开了一种利用点偏移技术的陡边坡倾斜摄影模型地质界线优化方法，属于水利水电工程地质勘察及GIS领域，包括以下步骤：一、通过点选绘制多段线的方式，在倾斜摄影模型上对地质对象的出露线进行勾绘，并通过倾斜摄影模型获取点的三维坐标序列；二、计算上述三维坐标序列对应的屏幕二维坐标；三、对屏幕坐标以及倾斜摄影模型对应位置的三维多段线进行加密；四、对三维坐标点进行选择性的微小偏移；五、连接所有偏移后的三维坐标点，并赋以颜色和线型信息，形成地质界线。本发明考虑水利水电工程地质特点及当前GIS平台对倾斜摄影模型可视化效果的局限性，为高陡边坡上地线标绘过程提供一种可视化优化方法，辅助地质分析。

技术领域

本发明涉及水利工程地质勘查、GIS、三维可视化领域，具体涉及一种利用点偏移技术的陡边坡倾斜摄影模型地质界线优化方法。

背景技术

地质勘查是水利水电工程设计、施工、运维等各个阶段的基础性工作，其任务量极其繁重。目前的水利水电地质勘查工作主要依赖于人工记录和绘制，数字化程度低，分析效率低且数据不易管理，因此近年来国内外多家单位开始致力于研发数字化的野外地质信息采集系统，如河海大学研发的EgoInfo摄影地质编录系统以及黄河水利委员会勘测规划设计研究院的工程勘察数字采集信息系统。不过，目前这些相对成熟的数字化编录系统主要采用的是二维模式，在照片或CAD底图上进行地质对象的绘制和记录。二维层面的数据底图难以反映地质对象的空间分布情况，在外业采集和内业分析过程中均存在着较大程度的局限性。成都勘测设计研究院基于Skyline平台研发了三维实景地质填图系统，通过DEM与DOM叠加的形式还原地表的地质现象。该系统在很大程度上提升了野外采集编录系统的实用价值，然而，其主要的不足在于其精度仍还难以完全满足实际勘察的需求。

在还原三维世界的真实形态方面，通过无人机航拍制作的倾斜摄影模型有着巨大的优势。各大水利水电勘察设计院纷纷将建立倾斜摄影模型作为地质分析过程的重要环节之一。在倾斜摄影模型上进行点、线、面等地质对象的绘制可以有效地解决野外数字编录过程中精度不高的问题。然而，倾斜摄影模型的数据结构复杂，国内外的各大GIS平台均难以利用倾斜摄影模型实现较为复杂的空间计算。目前，利用倾斜摄影模型编录过程的一个最重要的问题是地质界线编录问题。通过鼠标在倾斜摄影模型上点选，可以计算出模型上各个点的三维坐标，通过依次连接三维坐标，即可呈现出空间三维地质界线。三维地质界线的形态有“绝对高程”和“贴地表”两种模式，其中由于地表形态是起伏的，绝对高程模型下的地质界线会被地表断断续续地遮挡，可视化效果不好，因此“贴地表”模型通常更能满足编录需求。但是，“贴地表”模式本质是空间三维多段线沿Z轴垂直向下投影到倾斜摄影模型上的结果，因此当所编录的地质对象为坡度很大的悬崖峭壁时，投影出来的线会直接形成“糊”在模型上的面——这一过程采集到的坐标点数据是正确的，但可视化效果却极差，并会在很大程度上野外现场分析。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用点偏移技术的陡边坡倾斜摄影模型地质界线优化方法，针对水利水电工程地质模型的特点，利用计算机图形学原理与空间几何计算，对基于倾斜摄影模型的地质界线编录的可视化过程进行优化，以提高外业地质勘察的质量与效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种利用点偏移技术的陡边坡倾斜摄影模型地质界线优化方法，包括以下步骤：

A.通过点选绘制多段线的方式，在倾斜摄影模型上对地质对象的出露线进行勾绘，并通过倾斜摄影模型获取点的三维坐标序列；

B.计算出步骤A中三维坐标序列对应的屏幕二维坐标；

C.对屏幕二维坐标以及倾斜摄影模型对应位置的三维多段线进行加密；

D.对加密生成的三维坐标点进行微小偏移，使之高出地表一段微小的距离；

E.连接所有偏移后的三维坐标点，并赋以颜色和线型信息，形成地质界线。

步骤A中的绘制多段线采用绝对高程模式。