[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

摘要

本发明提供一种基于探地雷达的地下管道周围目标插值建模算法，该方法以探地雷达数据为基础，提取出采样点的二维坐标数据及采样平面的偏转角度，经插值拟合成一个封闭的二维截面，通过已知的采样间距进行二次采样获取等间距的采样点，结合偏转角度将二维坐标转换成三维坐标，绘制出管道周围病害体模型。通过这种改进的三次样条差值包括两部分，对于病害体模型的两侧边缘采用二次差值其他部分采用三次样条插值算法，得到拟合后的光滑且较为准确的病害体模型，本发明具有适应性强、实现简单、计算速度快、效果直观的特点。

主权项

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Sl(xl+1)＝Al+Bl(x‑xl+1)+Cl(x‑xl+1)2+Dl(x‑xl+1)3,x∈[xl+1,xl+2]，其中l＝1,2,...,n‑3，Al,Bl,Cl,Dl为待定系数，Sl满足Sl(xl+1)＝yl+1,Sl(xl+2)＝yl+2,，S′k‑1(xk)＝S′k(xk)，S″k‑1(xk)＝S″k(xk)，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。