【摘要】：結(jié)構(gòu)面的空間展布與組成特征是決定巖體工程性質(zhì)的重要因素,同時(shí)也是決定工程巖體穩(wěn)定性與破壞模式的關(guān)鍵控制因素。傳統(tǒng)巖體結(jié)構(gòu)面測(cè)量方法無法對(duì)結(jié)構(gòu)面信息進(jìn)行快速精細(xì)的量測(cè),使得巖體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)信息不夠準(zhǔn)確完備,難以支撐理論嚴(yán)密的巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)模型在巖體工程上的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,近年來三維激光掃描技術(shù)憑借其高精度、遠(yuǎn)距離、非接觸的特點(diǎn)逐漸發(fā)展成巖體結(jié)構(gòu)面快速、精確信息采集的重要手段。本文借助地面三維激光掃描技術(shù)(TLS)的精準(zhǔn)空間信息測(cè)量與數(shù)字圖像技術(shù)的計(jì)算機(jī)視覺智能識(shí)別,以圖像數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,通過數(shù)字圖像處理技術(shù)識(shí)別跡線“像素骨架”,結(jié)合點(diǎn)云的空間幾何信息,獲取以跡線形態(tài)出露的結(jié)構(gòu)面;以點(diǎn)云為數(shù)據(jù)源,通過點(diǎn)云聚類完成以平面形態(tài)出露的結(jié)構(gòu)面識(shí)別。在綜合分析與梳理巖體結(jié)構(gòu)與規(guī)則集構(gòu)建相關(guān)理論與知識(shí)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建巖體結(jié)構(gòu)面智能識(shí)別規(guī)則引擎,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜巖體結(jié)構(gòu)面信息的自動(dòng)、半自動(dòng)提取。本文的主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)基于圖像處理技術(shù)的巖體跡線特征提取針對(duì)以跡線形態(tài)出露的結(jié)構(gòu)面,利用數(shù)字圖像處理技術(shù),本文給出了從CCD影像中獲取跡線對(duì)應(yīng)的“像素骨架”的骨架提取算法。通過圖像閾值分割、圖像去噪、圖像形態(tài)學(xué)處理、圖像細(xì)化,提出“蔓延式”毛刺去除方法得到跡線“像素骨架”,通過跡線標(biāo)記與識(shí)別,在配準(zhǔn)的點(diǎn)云中映射成三維空間坐標(biāo)點(diǎn)集,完成巖體跡線特征的提取。(2)基于點(diǎn)云的巖體結(jié)構(gòu)面提取及對(duì)比分析針對(duì)以平面形態(tài)出露的結(jié)構(gòu)面,以高密度LiDAR點(diǎn)云為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,本文提出了基于約束的點(diǎn)云特征抽稀算法;分別以點(diǎn)法向量法與區(qū)域生長法為技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)以平面形態(tài)出露的結(jié)構(gòu)面提取;研究并提出基于區(qū)域生長法的特征面孔洞修補(bǔ)方法,提高特征面的完整性;對(duì)比兩種特征面提取方法,分析其不同閾值下的差異性與優(yōu)劣。(3)基于規(guī)則引擎的巖體結(jié)構(gòu)面智能識(shí)別通過GIS空間關(guān)系知識(shí)梳理,建立基于幾何形態(tài)的空間關(guān)系規(guī)則引擎,在此基礎(chǔ)上正確識(shí)別巖體結(jié)構(gòu)面。針對(duì)聚類算法提取的各個(gè)點(diǎn)云簇,結(jié)合人工干預(yù)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)面組與非結(jié)構(gòu)面組的識(shí)別;針對(duì)數(shù)字圖像提取的特征跡線,通過采用規(guī)則引擎模擬現(xiàn)實(shí)世界跡線的人工推理過程,分析跡線在空間中的多種幾何形態(tài)與空間關(guān)系。(4)巖體結(jié)構(gòu)面信息提取與統(tǒng)計(jì)分析針對(duì)提取的結(jié)構(gòu)面與跡線三維點(diǎn)云集合,研究結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀信息的數(shù)字化量測(cè)方法。通過極點(diǎn)圖、等密圖的圖表形式對(duì)產(chǎn)狀信息提取結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,實(shí)現(xiàn)巖體結(jié)構(gòu)面與跡線數(shù)據(jù)的自動(dòng)/半自動(dòng)處理與信息提取。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41;TU45

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2459364