基于三维激光扫描点云数据的岩体变形量及变形趋势的描述方法技术

本发明专利技术提供了基于三维激光扫描点云数据的岩体变形量及变形趋势的描述方法，具体步骤：对岩体进行三维激光扫描测试，获取精度较高待评价岩体点云数据；计算点云各点之间距离，限定拟合平面范围，计算各点与自身最佳拟合平面正负距离；绘制各点相对变形量散点图。上述岩体变形量及趋势描述的方法，利用三维激光扫描对岩体表面信息进行直接处理，可以直观反映出单期点云数据中的危险区，也可将危险区两期相对变形量数据进行对比确定变形发展阶段与变形区的扩展，减少了多期点云配准的过程，降低工作量，使得更加适合便捷直观的进行岩体变形的变形程度及趋势、危险区的确定。危险区的确定。危险区的确定。

【技术实现步骤摘要】
基于三维激光扫描点云数据的岩体变形量及变形趋势的描述方法


[0001]本专利技术涉及斜坡变形监测
，特别是涉及基于三维激光扫描点云数据的岩体变形量及变形趋势的描述方法。

技术介绍

[0002]坡体的变形发展趋势与速率、变形量是评价斜坡稳定状态及后期发展趋势的重要指标，而斜坡岩体的变形监测是获取斜坡变形信息的重要手段之一，因此，如何准确获取斜坡岩体变形信息对评价斜坡稳定性及灾害预测有重要意义。
[0003]采用三维激光扫描技术获取变形信息，在各领域已有所探索，常见的利用点云坐标获取变形量的方法有：两期点云基于点进行对齐，采用该方法将两期点云数据对齐后进行变形量的计算；提前建立好目标模型，获取点云数据将点云数据与模型重新进行对比，确定变形量。但利用点云数据进行岩体变形分析时存在以下不足：
①
采用点云对齐进行变形分析，工作量大，效率低，对齐效果参差不齐，多期数据对比过程繁琐。
②
岩体表面不规则导致预先模型建立困难，不便于将数据与模型进行对比。
③
单期点云数据难以表达斜坡岩体变形的有效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于三维激光扫描点云数据的岩体变形量及变形趋势的描述方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对岸坡岩体进行三维激光扫描，获取观测处待处理的岸坡岩体点云空间坐标信息；步骤2，利用ATLAscan及Geomagic对获取的原始点云进行预处理，得到一级点云；步骤3，利用一级点云坐标确定最佳拟合平面，每个点均有一拟合平面；步骤4，计算任意点到最佳拟合平面的距离；步骤5，对步骤4中所得到的距离区分正负；步骤6，采用RGB进行着色，获取点面距离色彩图；步骤7，分析单期数据信息；步骤8，获取第二期点云数据，并重复操作步骤1～步骤7；步骤9，对比两期点面距离色彩图，利用高亮着色区域进行易变形区域、变形边界范围及变形趋势识别；步骤10，在危险区域对比分析距离分布特征参数，根据多期数据变化，得出相对距离变化，获取相对变形量数据。2.根据权利要求1所述基于三维激光扫描点云数据的岩体变形量及变形趋势的描述方法，其特征在于，所述步骤2中原始点云进行预处理包括删除非研究区点云、点云去噪和重采样操作。3.根据权利要求1所述基于三维激光扫描点云数据的岩体变形量及变形趋势的描述方法，其特征在于，所述步骤3中具体操作过程为：步骤3.1，计算任意一点坐标与其它点的距离p
ij
：利用一级点云数据各点坐标值，计算点P
i
(i＝1
……
n)与其它点P
j
(j＝1
……
n,j≠i)坐标值的二范数，计算值为p
ij
，结果置于集合D
i
(i＝1
……
n)，n为一级点云总点数；步骤3.2，拟合平面点选取：设定相对拟合平面取值范围d，d值大小取决于点云密度与研究对象大小，d值过小会导致用于平面拟合点过少，各点变形大于d时对变形检测不敏感；d值越大运算越慢且不同点拟合出平面相似性越大，导致对小距离不敏感；针对点i(x
i
,y
i
,z
i
)，对其对应的集合D
i
中各元素p
ij
与d值进行比较，若p
ij
≤d，则将点j(x
j
,y
j
,z
j
)的坐标值置于集合K
i
(i＝1
……
n)；步骤3.3，采用SVD法确定最佳...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙钱程，杨旭，徐志华，何钰铭，聂邦亮，叶义成，张国栋，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：