三维地质模型构建方法、系统、存储介质以及电子设备技术方案

本发明专利技术公开了一种三维地质模型构建方法、系统、存储介质以及电子设备，涉及测绘技术领域，该方法包括：利用无人机以不同的拍摄角度对待测绘地质区域进行拍摄，以获得该待测绘地质区域不同角度的影像数据；从影像数据中确定第一连接点，并基于第一连接点对影像数据进行空中三角测量，获得该待测绘地质区域的点云数据图像；将点云数据图像中的点云数据进行连接，生成不规则三角网；基于不规则三角网构建三维地质模型，以利用三维地质模型对该待测绘地质区域进行分析。本发明专利技术的有益效果是：不仅成本低、效率高，而且不受地形限制，克服了地质人员踏勘的局限性。人员踏勘的局限性。人员踏勘的局限性。

【技术实现步骤摘要】
三维地质模型构建方法、系统、存储介质以及电子设备


[0001]本专利技术属于测绘
，尤其涉及一种三维地质模型构建方法、系统、存储介质以及电子设备。

技术介绍

[0002]地质露头是地层、岩体、矿体、地下水、天然气等出露于地表的部分。自然出露地表的称天然露头；经各种工程揭露的，称人工露头。氧化不深，仍保持原有成分、结构构造等特点的，称原生露头或新鲜露头；遭受明显风化、氧化,其物质成分及结构构造均发生显著变化的，称风化露头或氧化露头。地质露头是地质观察和研究的重要对象，其也是重要的找矿标志之一。
[0003]地质露头是地质勘探人员了解地下地质情况的重要资料来源，随着地质研究需要的精度的逐步提高，对于裸露于地表的地质现象的刻画难度逐步提高，刻画的尺度逐步减小，一些传统的地质勘测手段(米尺、罗盘、相机拍照等)获取地质参数的技术方法已经难以满足目前勘探开发的需求。并且传统的地质测量手段多通过标杆、地质锤作为比例尺，进行相机拍照，针对典型地质现象的尺寸进行测量，这种方法容易出现误差、测量过程繁琐。
[0004]地质野外露头的三维模型的构建是利用一些数字化的方法采集露头中不同地质现象的三维信息、真实色彩信息和层理信息，能够还原地质野外剖面露头的真实三维场景，通过模型的优化，能够实现对野外地质露头的地质现象的精细化表征和重复性研究。现有的三维模型的构建方法基本是利用单反相机进行拍摄，这种技术手段在诸如悬崖等地形上不方便使用。
[0005]前人针对野外地质信息的提取多依赖于地质人员的地质踏勘，误差较大、操作过程复杂且耗时巨大。基于此，亟需寻找一种成本低、效率高且不受地形限制的地质三维模型的构建方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术正是基于野外地质信息的提取多依赖于地质人员的地质踏勘，误差较大、操作过程复杂且耗时巨大的技术问题，提出了一种三维地质模型构建方法、系统、存储介质以及电子设备，以提供一种能够成本低、效率高和使用条件不受地形限制的三维地质模型构建方法。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种三维地质模型构建方法，包括：
[0008]利用无人机以不同的拍摄角度对所述待测绘地质区域进行拍摄，以获得该待测绘地质区域不同角度的影像数据；
[0009]从所述影像数据中确定第一连接点，并基于所述第一连接点对所述影像数据进行空中三角测量，获得该待测绘地质区域的点云数据图像；
[0010]将所述点云数据图像中的点云数据进行连接，生成不规则三角网；
[0011]基于所述不规则三角网构建三维地质模型，以利用所述三维地质模型对该待测绘
地质区域进行分析。
[0012]本专利技术的有益效果是：通过利用无人机以不同的拍摄角度对所述待测绘地质区域进行拍摄，以获得该待测绘地质区域不同角度的影像数据；并基于该影像数据对该待测绘地质区域进行三维重建，获得该地质区域的三维地质模型。可见，本专利技术实施例提供的三维地质模型构建方法，通过采用无人机对地质露头区域进行拍摄，能够实现该地质露头区域的全区剖面的三维数字化模型的构建，克服了地质人员踏勘的局限性。不仅成本低、效率高，而且不受地形限制。而且利用无人机采集全区地质露头影像，能够建立了高分辨率模型，对野外地质露头进行高精度还原，符合测绘和地质规律。
[0013]可选地，基于所述不规则三角网构建三维地质模型，包括：
[0014]给所述不规则三角网中的每个三角面赋予三角面片，获得白体模型；
[0015]从原始的影像数据上提取纹理，并将所述纹理贴附在所述白体模型的对应区域上，以获得所述三维地质模型。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果是：通过纹理贴附，能够得到一个具有真实纹理的三维地质模型。
[0017]可选地，给所述不规则三角网赋予三角面片，获得白体模型之后，还包括：
[0018]判断所述白体模型上是否存在孔洞区域；
[0019]当存在所述孔洞区域，确定该孔洞区域的直径大小；
[0020]当所述孔洞区域的直径不大于预设尺寸时，利用直线条对该孔洞区域进行填补；
[0021]当所述孔洞区域的直径大于预设尺寸时，根据该孔洞区域的边界线条的曲率构建相似曲率线条对该孔洞区域进行填补。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是：通过根据孔洞区域的直径大小选择不同的孔洞填补方法，不仅能够快速地对三维模型进行填补，而且能够填补得更加平滑。
[0023]可选地，从所述影像数据中确定第一连接点，并基于所述第一连接点对所述影像数据进行空中三角测量，获得该待测绘地质区域的点云数据图像之后，还包括：
[0024]判断是否存在未匹配影像，其中，所述未匹配影像为无法用于进行空中三角测量的影像数据；
[0025]当存在所述未匹配影像时，判断该未匹配影像是否处于所述点云数据图像中的点云密度均匀区域；
[0026]当该未匹配影像处于所述点云数据图像中的点云密度均匀区域时，删除该未匹配影像；
[0027]当该未匹配影像处于所述点云数据图像中的点云密度均匀区域时，在该未匹配影像以及与该未匹配影像相邻的影像的重叠区域中添加第二连接点，并基于该第二连接点对该未匹配影像重新进行空中三角测量，得到新的点云数据图像。
[0028]采用上述进一步方案的有益效果是：
[0029]可选地，所述第二连接点设置在所述重叠区域中的四个边角以及中心点上。
[0030]采用上述进一步方案的有益效果是：通过在所述重叠区域中的四个边角以及中心点上设置第二连接点，可以提高未匹配影像和与该未匹配影像相邻的影像之间的匹配度，从而将实现对该未匹配影像的空中三角测量。
[0031]可选地，所述方法还包括：
[0032]预先在所述待测绘地质区域上设置多个尺度标识点，并量测所述尺度标识点之间的距离；
[0033]将所述尺度标识点作为所述三维地质模型上的尺度约束点，并将该尺度标识点之间的距离作为所述尺度约束点的距离，以获得具有尺寸信息的三维地质模型。
[0034]采用上述进一步方案的有益效果是：通过预先设置尺度标识点，并测定该尺度标识点的距离，能够在三维重建的过程中利用该尺度标识点来对三维模型的尺度进行约束，从而获得一个具有真实尺寸信息的三维地质模型。
[0035]可选地，所述拍摄角度包括30度、90度以及150度。
[0036]采用上述进一步方案的有益效果是：通过30
°
、90
°
以及150
°
的拍摄角度采集的影像数据能够更优的获取地表信息，减少孔洞区域。
[0037]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种三维地质模型构建系统，包括：
[0038]影像获取模块，配置为利用无人机以不同的拍摄角度对所述待测绘地质区域进行拍摄，以获得该待测绘地质区域不同角度的影像数据；
[0039]空中三角测量模块，配置为从所述影像数据中确定连接点，并基于所述连接点对所述影像数据进行空中三角本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维地质模型构建方法，其特征在于，包括：利用无人机以不同的拍摄角度对所述待测绘地质区域进行拍摄，以获得该待测绘地质区域不同角度的影像数据；从所述影像数据中确定第一连接点，并基于所述第一连接点对所述影像数据进行空中三角测量，获得该待测绘地质区域的点云数据图像；将所述点云数据图像中的点云数据进行连接，生成不规则三角网；基于所述不规则三角网构建三维地质模型，以利用所述三维地质模型对该待测绘地质区域进行分析。2.根据权利要求1所述的三维地质模型构建方法，其特征在于，基于所述不规则三角网构建三维地质模型，包括：给所述不规则三角网中的每个三角面赋予三角面片，获得白体模型；从原始的影像数据上提取纹理，并将所述纹理贴附在所述白体模型的对应区域上，以获得所述三维地质模型。3.根据权利要求2所述的三维地质模型构建方法，其特征在于，给所述不规则三角网中的每个三角面赋予三角面片，获得白体模型之后，还包括：判断所述白体模型上是否存在孔洞区域；当存在所述孔洞区域，确定该孔洞区域的直径大小；当所述孔洞区域的直径不大于预设尺寸时，利用直线条对该孔洞区域进行填补；当所述孔洞区域的直径大于预设尺寸时，根据该孔洞区域的边界线条的曲率构建相似曲率线条对该孔洞区域进行填补。4.根据权利要求1所述的三维地质模型构建方法，其特征在于，从所述影像数据中确定第一连接点，并基于所述第一连接点对所述影像数据进行空中三角测量，获得该待测绘地质区域的点云数据图像之后，还包括：判断是否存在未匹配影像，其中，所述未匹配影像为无法用于进行空中三角测量的影像数据；当存在所述未匹配影像时，判断该未匹配影像是否处于所述点云数据图像中的点云密度均匀区域；当该未匹配影像处于所述点云数据图像中的点云密度均匀区域时，删除该未匹配影像；当该未匹配影像处于所述点云数据图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建芳，李永强，魏荷花，吕心瑞，韩科龙，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：