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《膨脹土開(kāi)挖邊坡裂隙面產(chǎn)狀數(shù)字量測(cè)方法研究.pdf》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第45卷第11期人民長(zhǎng)江Vo1.45.No.112014年6月YangtzeRiverJune,2014文章編號(hào):1001—4179(2014)11—0056—04膨脹土開(kāi)挖邊坡裂隙面產(chǎn)狀數(shù)字量測(cè)方法研究黃超,練操,胡瑞華(水利部長(zhǎng)江勘測(cè)技術(shù)研究所,湖北武漢430011)摘要:由于南水北調(diào)中線膨脹土開(kāi)挖邊坡裂隙結(jié)構(gòu)面具有不易分辨且紋理模糊的特殊性,采用現(xiàn)有的數(shù)字地質(zhì)編錄技術(shù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且增加人工選點(diǎn)誤差,導(dǎo)致量測(cè)不準(zhǔn)確。提出通過(guò)在膨脹土開(kāi)挖邊坡裂隙結(jié)構(gòu)面上擺放L形標(biāo)定板,結(jié)合基于SIFT的圖像匹配技術(shù)與橢圓擬合的標(biāo)志點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)自動(dòng)獲
2、取同名點(diǎn).最后利用空間垂直關(guān)系得到裂隙結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀。南水北調(diào)中線的兩段工程實(shí)驗(yàn)表明,該方法能夠快速準(zhǔn)確地量測(cè)裂隙結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀。關(guān)鍵詞:地質(zhì)產(chǎn)狀;SIFT;橢圓擬合;標(biāo)定板;數(shù)字地質(zhì)編錄中圖法分類(lèi)號(hào):P642文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A數(shù)字地質(zhì)編錄技術(shù)是基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量原理,利延伸數(shù)十米的裂隙,也有肉眼不易分辨的微裂隙,用非量測(cè)普通數(shù)碼相機(jī)對(duì)工程如邊坡等進(jìn)行攝影,根即便出露明顯的裂隙結(jié)構(gòu)面也色調(diào)單一,紋理模糊,人據(jù)現(xiàn)場(chǎng)上布置的一定數(shù)量的控制點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行校正,工目視選取同名點(diǎn)不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且會(huì)增加人工選得到邊坡的正射圖像,在正射圖像中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出露的裂
3、點(diǎn)誤差。因此,制作了一種L形標(biāo)定板,標(biāo)定板由兩隙結(jié)構(gòu)面等地質(zhì)內(nèi)容進(jìn)行解譯,完成對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的地個(gè)垂直面組成,在一個(gè)面上繪制一些標(biāo)記,如編號(hào)、上質(zhì)編錄,為后續(xù)的分析治理提供地質(zhì)資料。由于其下規(guī)則排列4個(gè)相同大小的圓形標(biāo)定圖案等,另一個(gè)快捷、效率及自動(dòng)化程度高,受到了水利水電地質(zhì)勘測(cè)面放置在結(jié)構(gòu)面上,有標(biāo)志的一面朝向數(shù)碼相機(jī)。標(biāo)行業(yè)的關(guān)注研究。長(zhǎng)江勘測(cè)技術(shù)研究所早在國(guó)家“七定板尺寸有l(wèi)5em×15cm和30cm×30cm兩種,根五”科技攻關(guān)項(xiàng)目研究中,就率先開(kāi)展了這方面的技據(jù)攝像距離與裂隙結(jié)構(gòu)面大小選擇標(biāo)定板的尺寸。通術(shù)研究并開(kāi)發(fā)了Ge
4、omapc系統(tǒng),其經(jīng)過(guò)在三峽、水過(guò)基于SIFT的圖像匹配算法快速匹配L形標(biāo)志板板布埡等工程中不斷試驗(yàn)應(yīng)用,取得了較好效果。此外,面的同名點(diǎn),計(jì)算這些同名點(diǎn)的物方坐標(biāo),進(jìn)而計(jì)算標(biāo)還有河海大學(xué)開(kāi)發(fā)的EgoInfo系統(tǒng)等。在這些系統(tǒng)中,志板面的產(chǎn)狀,然后基于橢圓擬合的檢測(cè)算法快速檢計(jì)算巖體結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的方法基本相同,即采用人工交測(cè)圓形標(biāo)定圖案的圓心標(biāo)識(shí)點(diǎn),利用標(biāo)識(shí)點(diǎn)及裂隙結(jié)互的辦法在同名像對(duì)中選取結(jié)構(gòu)面上3個(gè)以上同名構(gòu)面與L形標(biāo)定板板面的空間垂直關(guān)系,得到裂隙結(jié)點(diǎn),計(jì)算這些點(diǎn)的物方坐標(biāo),再通過(guò)這些物方坐標(biāo)計(jì)算構(gòu)面的產(chǎn)狀。本文首先簡(jiǎn)要闡述這
5、兩種算法基本原出結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀。這種方法用于解決巖質(zhì)邊坡的地質(zhì)理,然后通過(guò)南水北調(diào)工程兩段實(shí)踐數(shù)據(jù)說(shuō)明該方法編錄是可行的,因?yàn)閹r質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)面在圖像上通常十是可行的,且能夠快速準(zhǔn)確地量測(cè)裂隙結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀。分清晰,目視尋找同名點(diǎn)也比較容易。然而這種方法1SIFT算法用在膨脹土開(kāi)挖邊坡的裂隙結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀量測(cè)中會(huì)遇到很大困難,原因在于膨脹土的裂隙形成和發(fā)育受控于尺度不變特征SIFT(ScaleInvariantFeatureTrans—膨脹土的原始沉積環(huán)境和后期的自然環(huán)境改造,既有form)具有旋轉(zhuǎn)、光照、仿射和尺度等不變性,是目前圖收稿日期:
6、2014—03—20基金項(xiàng)目:“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“施工期膨脹土開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)技術(shù)”(2011BABIOB01)作者簡(jiǎn)介:黃超,男,助理工程師,主要從事攝影測(cè)量與遙感解譯及地理信息系統(tǒng)工作。E—mail:306609403@qq.~om第11期黃超,等:膨脹土開(kāi)挖邊坡裂隙面產(chǎn)狀數(shù)字量測(cè)方法研究57像特征檢測(cè)和匹配算法中最為有效成熟的算法。基于特征點(diǎn)檢測(cè)與描述完成后,就需要進(jìn)行特征點(diǎn)匹SIFT的圖像匹配算法首先利用尺度空間的概念建立配,采用最近鄰距離算法進(jìn)行匹配,即采用和樣本特征圖像的尺度空間,在尺度空間中搜索出圖像的
7、局部極點(diǎn)最近鄰的特征點(diǎn)的歐式距離與次近鄰特征點(diǎn)的歐氏值點(diǎn)作為候選關(guān)鍵點(diǎn),去除對(duì)比度低的關(guān)鍵點(diǎn)和不穩(wěn)距離的比值與所設(shè)定閾值比較,若比值小于閾值,則認(rèn)定的邊緣響應(yīng)點(diǎn),確定關(guān)鍵點(diǎn)的主方向,生成關(guān)鍵點(diǎn)特為特征點(diǎn)對(duì)匹配。另外,可以使用隨機(jī)抽樣一致性征描述子,使每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)具有位置、尺度和方向信息,RANSAC(RandomSampleConsensus)算法對(duì)匹配后的最后采用特征描述符向量之間的歐式距離度量?jī)蓚€(gè)特特征點(diǎn)進(jìn)行篩選,剔除匹配錯(cuò)誤的特征點(diǎn)。征點(diǎn)之間的匹配程度。2橢圓擬合算法為了利用空間垂直關(guān)系將標(biāo)定板平面信息傳遞給結(jié)構(gòu)面,還需要一條
8、平行于結(jié)構(gòu)面的直線坐標(biāo),因此在L形標(biāo)定板的板面上下規(guī)則排列了4個(gè)相同大小的圓形標(biāo)定圖案,然而由于圖像變形使其在圖像中呈現(xiàn)為趨近橢圓的不規(guī)則形狀,為此,可用橢圓方程去參數(shù)化不規(guī)則形狀,獲得的橢圓中心點(diǎn)就是最趨近物方原始圖1L形標(biāo)定板在膨脹土裂隙結(jié)構(gòu)面