平面產(chǎn)狀提取方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及地質(zhì)研究技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種巖體平面產(chǎn)狀提取方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的羅盤測(cè)量結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的方法，早已不能滿足地質(zhì)研究人員的需要。這里的 產(chǎn)狀是指結(jié)構(gòu)面的走向、傾向和傾角。
[0003] 請(qǐng)參照?qǐng)D1，傾斜巖層的結(jié)構(gòu)面與任意水平面的交線稱為走向線。走向線指示的地 理方位（與地理北極沿順時(shí)針?lè)较虻膴A角）叫走向。走向線有無(wú)數(shù)條平行線，但走向只有 兩個(gè)，且相差180°。
[0004] 傾向與走向線垂直向巖層下傾方向引出的射線稱為傾斜線，傾斜線在水平面上的 投影線指示的地理方位稱傾向。傾向與走向相差90°或270°，但巖層的傾向確定后，走向 就可以確定，巖層的走向確定后，傾向不一定確定。
[0005] 傾角，傾斜線與其在水平面上之投影線的夾角（圖1中的α )，亦稱真傾角。
[0006] 羅盤測(cè)量效率低，而且由于野外的惡劣環(huán)境（懸崖陡壁、結(jié)構(gòu)面未出露，結(jié)構(gòu)面情 況復(fù)雜）導(dǎo)致很多結(jié)構(gòu)面無(wú)法測(cè)量產(chǎn)狀。更重要的是，測(cè)量出的結(jié)構(gòu)面，無(wú)法通過(guò)大量的數(shù) 據(jù)進(jìn)行糾正，準(zhǔn)確率低。
[0007] 因此，發(fā)明人在對(duì)現(xiàn)有的研究方法進(jìn)行潛心研究的基礎(chǔ)上提供一種測(cè)量效率高、 準(zhǔn)確度高的平面產(chǎn)狀提取方法和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種測(cè)量效率高、準(zhǔn)確度高的平面產(chǎn)狀提取方法和系統(tǒng)，具體 的，一種平面產(chǎn)狀提取方法，包括以下步驟：
[0009] 獲取結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)；
[0010] 根據(jù)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)擬合待選面；
[0011] 判斷待選面與結(jié)構(gòu)面的差異；
[0012] 當(dāng)待選面與結(jié)構(gòu)面的差異在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算待選面的產(chǎn)狀。
[0013] 本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種平面產(chǎn)狀提取系統(tǒng)，包括：
[0014] 測(cè)量裝置，用于獲取結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)；
[0015] 處理裝置，用于根據(jù)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)擬合待選面；
[0016] 分析裝置，用于：
[0017] 判斷待選面與結(jié)構(gòu)面的差異；
[0018] 當(dāng)待選面與結(jié)構(gòu)面的差異在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算待選面的產(chǎn)狀。
[0019] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供的平面產(chǎn)狀提取方法和系統(tǒng)，至少具有如下有益效果：
[0020] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供的平面產(chǎn)狀提取方法和系統(tǒng)，根據(jù)獲取的結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)，判斷待 選面與結(jié)構(gòu)面的差異，從而可以利用大量數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)算出的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行修正，從而測(cè)量效率 高、準(zhǔn)確度高。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本申 請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0022] 圖1為巖體產(chǎn)狀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的平面產(chǎn)狀提取方法的流程圖。
[0024] 圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的平面產(chǎn)狀提取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為了解決現(xiàn)有的研究方法測(cè)量巖體平面產(chǎn)狀效率低、準(zhǔn)確度低的技術(shù)問(wèn)題，本申 請(qǐng)實(shí)施例提供的平面產(chǎn)狀提取方法和系統(tǒng)，根據(jù)獲取的結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)，判斷擬合待選面與結(jié) 構(gòu)面的差異，從而可以利用大量數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)算出的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行修正，從而測(cè)量效率高、準(zhǔn)確度 商。
[0026] 為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本申請(qǐng)具體實(shí)施例及 相應(yīng)的附圖對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一 部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做 出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0027] 圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的平面產(chǎn)狀提取方法的流程圖，具體包括以下步驟：
[0028] SlOO :獲取結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)。
[0029] 本步驟用于獲取巖體結(jié)構(gòu)面的數(shù)據(jù)，為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)建模提供基礎(chǔ)。這些數(shù)據(jù)包括 巖體的坐標(biāo)、顏色值。巖體的坐標(biāo)用于為巖體的形狀分布提供參考。巖體的顏色值用于為 巖體的成分分析提供參考。
[0030] S200 :根據(jù)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)擬合待選面。
[0031] 本步驟中，利用上面采集的數(shù)據(jù)利用計(jì)算機(jī)建立巖體的模型。建立巖體模型后，可 以在室內(nèi)對(duì)巖體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，降低了巖體平面產(chǎn)狀研究的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0032] S300 :判斷待選面與結(jié)構(gòu)面的差異。
[0033] 在本步驟中，根據(jù)待選面與結(jié)構(gòu)面的差異，來(lái)判斷待選面是否符合要求。
[0034] S400 :當(dāng)待選面與結(jié)構(gòu)面的差異在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算待選面的產(chǎn)狀。
[0035] 在本步驟中，當(dāng)待選面與結(jié)構(gòu)面的差異，在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，選定該待選面，并計(jì)算 待選面的產(chǎn)狀，將產(chǎn)狀作為結(jié)構(gòu)面的參數(shù)。
[0036] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供的平面產(chǎn)狀提取方法，根據(jù)獲取的結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)，判斷待選面與 結(jié)構(gòu)面的差異，從而可以利用大量數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)算出的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行修正，從而測(cè)量效率高、準(zhǔn)確 度高。
[0037] 進(jìn)一步的，獲取結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)，具體包括：
[0038] 通過(guò)激光、聲波或影像獲取結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)。
[0039] 通過(guò)激光掃描儀、聲吶、攝影設(shè)備獲取巖體的三維數(shù)據(jù)。激光掃描儀或聲吶可以快 速測(cè)量出巖體的三維數(shù)據(jù)，提高采集數(shù)據(jù)的效率，而且更加精確。
[0040] 進(jìn)一步的，根據(jù)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)擬合待選面，具體包括：
[0041] 根據(jù)結(jié)構(gòu)面的粗糙度等距選取若干點(diǎn)，根據(jù)所述點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合待選面；或
[0042] 逐點(diǎn)選取若干點(diǎn)，根據(jù)所述點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合待選面。
[0043] 這里的結(jié)構(gòu)面粗糙度的判斷可以完全通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行，也可以人機(jī)交互操作。
[0044] 當(dāng)完全依靠計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行時(shí)，程序內(nèi)設(shè)置粗糙度閾值，當(dāng)結(jié)構(gòu)面粗糙度大于粗糙 度閾值，則逐點(diǎn)選取若干點(diǎn)，根據(jù)所述點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合待選面。這樣，因?yàn)橹瘘c(diǎn)選取點(diǎn)，所以擬合 得到的待選面精確度高。
[0045] 而當(dāng)結(jié)構(gòu)面的粗糙度在粗糙度閾值范圍內(nèi)時(shí)，則等距選取若干點(diǎn)，根據(jù)所述點(diǎn)數(shù) 據(jù)擬合待選面。這樣，選取若干離散的點(diǎn)擬合待選面，計(jì)算效率高。
[0046] 而通過(guò)人機(jī)交互操作，則根據(jù)巖體模型由人工決定何種選取點(diǎn)的方式。
[0047] 巖體模型根據(jù)巖體成分劃分區(qū)域后可以直觀地觀察巖體模型，提高該方法的分析 效率、并且仿真度高、用戶體驗(yàn)好。
[0048] 進(jìn)一步的，根據(jù)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)擬合待選面，采用最小二乘理論進(jìn)行求解，還包括：
[0049] 根據(jù)至少三點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算空間平面方程AX+BY+CZ+1 = 0中A、B、C的值?？臻g平面 的方程通常可以用AX+BY+CZ+1 = 0中來(lái)表示，
[0050] 當(dāng)有N個(gè)點(diǎn)時(shí)，要擬合的平面可以表示成以下矩陣形式：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種平面產(chǎn)狀提取方法，其特征在于，包括以下步驟： 獲取結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)； 根據(jù)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)擬合待選面； 判斷待選面與結(jié)構(gòu)面的差異； 當(dāng)待選面與結(jié)構(gòu)面的差異在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算待選面的產(chǎn)狀。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)擬合待選面，具體包括： 根據(jù)結(jié)構(gòu)面的粗糙度等距選取若干點(diǎn)，根據(jù)所述點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合待選面；或 逐點(diǎn)選取若干點(diǎn)，根據(jù)所述點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合待選面。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)擬合待選面，還包括： 根據(jù)至少三點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算空間平面方程AX+BY+CZ+1 =O中A、B、C的值。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)擬合待選面，還包括： 根據(jù)K-MEANS算法計(jì)算待選面的中間面。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，判斷待選面與結(jié)構(gòu)面的差異，還包括： 根據(jù)操作指令，選定中間面或放棄中間面。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，當(dāng)待選面與結(jié)構(gòu)面的差異在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)， 計(jì)算待選面的產(chǎn)狀，還包括： 當(dāng)選定中間面時(shí)，根據(jù)公式計(jì)算中間的走向、傾向、傾角。
7. -種平面產(chǎn)狀提取系統(tǒng)，其特征在于，包括： 測(cè)量裝置，用于獲取結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)； 處理裝置，用于根據(jù)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)擬合待選面； 分析裝置，用于： 判斷待選面與結(jié)構(gòu)面的差異； 當(dāng)待選面與結(jié)構(gòu)面的差異在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算待選面的產(chǎn)狀。
8. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置，用于根據(jù)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)擬合待 選面，具體用于： 根據(jù)結(jié)構(gòu)面的粗糙度等距選取若干點(diǎn)，根據(jù)所述點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合待選面；或 逐點(diǎn)選取若干點(diǎn)，根據(jù)所述點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合待選面。
9. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置，用于根據(jù)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)擬合待 選面，還用于： 根據(jù)至少三點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算空間平面方程AX+BY+CZ+1 =O中A、B、C的值，根據(jù)K-MEANS算 法計(jì)算待選面的中間面。
10. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分析裝置，用于判斷待選面與結(jié)構(gòu)面 的差異，還用于： 根據(jù)操作指令，選定中間面或放棄中間面； 當(dāng)選定中間面時(shí)，根據(jù)公式計(jì)算中間的產(chǎn)狀、走向、傾向。
【專利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種平面產(chǎn)狀提取方法，包括以下步驟：獲取結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)；根據(jù)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)擬合待選面；判斷待選面與結(jié)構(gòu)面的差異；當(dāng)待選面與結(jié)構(gòu)面的差異在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算待選面的產(chǎn)狀。根據(jù)獲取的結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)，判斷待選面與結(jié)構(gòu)面的差異，從而可以利用大量數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)算出的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行修正，從而測(cè)量效率高、準(zhǔn)確度高。
【IPC分類】G01B11-00, G06T17-00, G01B11-26, G06T7-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104700406
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510106356
【發(fā)明人】曹婷, 肖安成, 孫霖, 張旭東, 趙海鋒
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日