【摘要】：巖石邊坡的穩(wěn)定性主要受坡體內(nèi)部大量發(fā)育的結(jié)構(gòu)面控制,準(zhǔn)確、高效、全面獲取巖體結(jié)構(gòu)面信息,對邊坡的穩(wěn)定性分析有著重要意義。此外,邊坡變形監(jiān)測是對邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測預(yù)警的重要技術(shù)手段,通過對邊坡大量變形數(shù)據(jù)的分析,從而為邊坡的穩(wěn)定性預(yù)測提供重要依據(jù)。三維激光掃描技術(shù)作為一種新興的測繪方法,可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離、高精度、高效率的快速掃描,通過向被測物體發(fā)射激光點來獲取目標(biāo)對象表面真實的三維坐標(biāo)信息。三維激光掃描技術(shù)可以快速獲取邊坡表面的點云數(shù)據(jù),然后對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)信息的提取和變形的監(jiān)測分析。本文將測繪學(xué)和巖土工程緊密結(jié)合,對基于三維激光掃描技術(shù)的巖體結(jié)構(gòu)信息全自動提取和邊坡變形監(jiān)測進(jìn)行了深入研究,主要取得了以下成果:(1)對三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了概括歸納,全面的介紹了其技術(shù)原理和技術(shù)特色。并且總結(jié)歸納了當(dāng)前巖體結(jié)構(gòu)信息采集和邊坡變形監(jiān)測的主流方法,分析了基于三維激光掃描技術(shù)的巖體結(jié)構(gòu)信息提取和變形監(jiān)測的優(yōu)勢。(2)對三維激光掃描技術(shù)的數(shù)據(jù)獲取與處理流程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,其中包括:如何選擇掃描儀的架設(shè)位置;如何根據(jù)工程需求設(shè)置掃描點間距;點云著色的方法;坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的原理等。(3)研究了基于3D點云數(shù)據(jù)的巖體結(jié)構(gòu)面全自動提取方法�；诟倪M(jìn)的Ransac算法對CloudCompare的形狀提取插件RSD(Ransac Shape Detection)做了二次開發(fā),將之改編成可以適用于巖體結(jié)構(gòu)面提取的插件RDD(Ransac Discontinuity Detection)。使用Concave算法描繪出了結(jié)構(gòu)面的真實邊界,從而計算出結(jié)構(gòu)面的真實面積。(4)提出了基于3D點云數(shù)據(jù)的巖石塊體全自動提取方法。基于結(jié)構(gòu)面的提取結(jié)果,編制程序?qū)Y(jié)構(gòu)面的相交情況進(jìn)行統(tǒng)計,構(gòu)建了候選塊體,再使用Floodfill算法和體積法對真實塊體和虛擬塊體進(jìn)行識別,最終統(tǒng)計出塊體的塊度。(5)提出了以特征塊體為研究對象的邊坡變形監(jiān)測方法,能夠以較高的精度監(jiān)測到塊體10 mm以內(nèi)的偏移,以及塊體各個結(jié)構(gòu)面的面積變化情況,與此同時還可以監(jiān)測塊體旋轉(zhuǎn)等復(fù)雜變形情況。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU457
【圖文】：

圖１－１地質(zhì)羅盤測量結(jié)構(gòu)面逡逑

圖２－４掃描機(jī)位圖逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊文治;趙鵬;;基于三維激光點云數(shù)據(jù)的巖體結(jié)構(gòu)面提取方法研究[J];勘察科學(xué)技術(shù);2015年03期

2 荊洪迪;李元輝;張忠輝;劉召勝;;基于三維激光掃描的巖體結(jié)構(gòu)面信息提取[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年02期

3 劉昌軍;丁留謙;張順福;廖井霞;;基于激光測量和FKM聚類算法的隧洞巖體結(jié)構(gòu)面的模糊群聚分析[J];吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版);2014年01期

4 邱俊玲;夏慶霖;姚凌青;袁兆憲;史超;;基于三維激光掃描技術(shù)的礦山地質(zhì)建模與應(yīng)用[J];地球科學(xué)(中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報);2012年06期

5 劉昌軍;張順福;丁留謙;廖井霞;;基于激光掃描的高邊坡危巖體識別及錨固方法研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2012年10期

6 吳劍;馮少孔;李宏階;;鉆孔成像中結(jié)構(gòu)面自動判讀技術(shù)研究[J];巖土力學(xué);2011年03期

7 趙小平;閆麗麗;劉文龍;;三維激光掃描技術(shù)邊坡監(jiān)測研究[J];測繪科學(xué);2010年04期

8 婁國川;趙其華;;基于三維激光掃描技術(shù)的高邊坡巖體結(jié)構(gòu)調(diào)查[J];長江科學(xué)院院報;2009年09期

9 周俊召;鄭書民;胡松;周建波;;地面三維激光掃描在石窟石刻文物保護(hù)測繪中的應(yīng)用[J];測繪通報;2008年12期

10 宋宏;;地面三維激光掃描測量技術(shù)及其應(yīng)用分析[J];測繪技術(shù)裝備;2008年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 宋麗娟;基于分形理論的節(jié)理幾何特征描述與幾何參數(shù)模型研究[D];成都理工大學(xué);2013年

2 王鳳艷;數(shù)字近景攝影測量快速獲取巖體裂隙信息的工程應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 楊林;三維激光掃描技術(shù)在建筑工程施工變形監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2016年

2 蔡廣杰;三維激光掃描技術(shù)在西藏壁畫保護(hù)中的應(yīng)用[D];首都師范大學(xué);2009年

3 陳曉雪;基于三維激光影像掃描系統(tǒng)的邊坡位移監(jiān)測預(yù)測研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2008年

4 白成軍;三維激光掃描技術(shù)在古建筑測繪中的應(yīng)用及相關(guān)問題研究[D];天津大學(xué);2007年

5 袁夏;三維激光掃描點云數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用技術(shù)[D];南京理工大學(xué);2006年

6 周源;基于三維激光掃描的近景攝影測量系統(tǒng)的研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2004年

本文編號：2721914