基于三維激光掃描的巖體節(jié)理信息提取研究.pdf

1、巖體結(jié)構(gòu)面是巖體內(nèi)發(fā)育的具有不同方向、不同規(guī)模和不同形態(tài)的面狀地質(zhì)界面。在礦山工程、邊坡工程等巖體工程中，結(jié)構(gòu)面對(duì)巖體的強(qiáng)度、變形、滲流和穩(wěn)定性等都會(huì)起到關(guān)鍵的作用，因此在巖體工程中結(jié)構(gòu)面的幾何參數(shù)統(tǒng)計(jì)是一項(xiàng)重要的地質(zhì)調(diào)查工作。目前已有的巖體結(jié)構(gòu)面信息采集方法都受到各種各樣的現(xiàn)場(chǎng)或自身?xiàng)l件的制約，而三維激光掃描技術(shù)則在巖體結(jié)構(gòu)信息采集方面有傳統(tǒng)調(diào)查方法難以比擬的優(yōu)勢(shì)，為地質(zhì)條件惡劣區(qū)域快速采集巖體結(jié)構(gòu)信息開(kāi)辟了新途徑。
　　在提出

2、應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)調(diào)查節(jié)理裂隙的方案后，開(kāi)始針對(duì)方案實(shí)施過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行羅列并解決。首先，明確從三維激光掃描到節(jié)理裂隙的轉(zhuǎn)換過(guò)程中得到數(shù)據(jù)是點(diǎn)云坐標(biāo)。之后，實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)理面的識(shí)別，將結(jié)構(gòu)面的信息以三維坐標(biāo)的形式表現(xiàn)并提取出來(lái)，以提取出的三維坐標(biāo)格式為基準(zhǔn)編制自動(dòng)處理程序軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)云信息的處理及存儲(chǔ)。最終使得點(diǎn)云數(shù)據(jù)的三維坐標(biāo)信息能夠成功轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)面信息，并對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行分類集中存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)處理模塊完成后，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，再應(yīng)用Dip

3、s地質(zhì)構(gòu)造分析軟件對(duì)人工測(cè)量結(jié)果和Z+F測(cè)量結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的研究，從而證實(shí)了實(shí)驗(yàn)方案的可行性、合理性、先進(jìn)性，為將來(lái)進(jìn)一步研究打下的基礎(chǔ)。
　　三維激光掃描技術(shù)被譽(yù)為“繼GPS技術(shù)以來(lái)測(cè)繪領(lǐng)域的又一次技術(shù)革命”，它能夠以非接觸方式，快速、高精度獲取巖體表面海量的空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)，為結(jié)構(gòu)面的識(shí)別及其幾何參數(shù)統(tǒng)計(jì)提供了可能。通過(guò)對(duì)三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)面信息提取的研究與總結(jié)，得到了以下結(jié)論:
　　(1)針對(duì)大量離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)，成功

4、實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的拼接、去噪、曲面重構(gòu)和大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等預(yù)處理程序;
　　(2)應(yīng)用Java程序語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)處理軟件程序，研制了基于三維激光掃描數(shù)據(jù)的巖體結(jié)構(gòu)面提取系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)面信息采集的初步自動(dòng)化;
　　(3)整個(gè)實(shí)驗(yàn)以紅透山-467中段實(shí)驗(yàn)巷道為依托，應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)成功地獲取了實(shí)驗(yàn)巷道的大量三維信息，并成功提取了結(jié)構(gòu)面信息，通過(guò)與傳統(tǒng)人工測(cè)量法測(cè)得的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行比較分析，證明該系統(tǒng)具有較高的精度、實(shí)用性和高