CN110132987A - 基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的测量方法 - Google Patents
基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110132987A CN110132987A CN201910497445.8A CN201910497445A CN110132987A CN 110132987 A CN110132987 A CN 110132987A CN 201910497445 A CN201910497445 A CN 201910497445A CN 110132987 A CN110132987 A CN 110132987A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- joint
- density
- trace
- rock mass
- close range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
- G01N2021/8887—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
本发明属于地质测绘技术领域,公开了一种基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法,所述基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度快速测量方法利用普通数码相机进行拍摄,对数码相机构像畸变进行检校,校正畸变图像使实际像点坐标与理论像点的位置坐标达到一致;对校正后图像利用嵌入圆形窗口法程序的matlab软件进行岩体节理迹长和密度的快速统计。本发明为了提高野外地质测量效率,基于数字近景摄影测量技术和利用圆形窗口法计算节理迹长和密度程序相结合从而快速计算出节理迹长和密度。
Description
技术领域
本发明属于地质测绘技术领域,尤其涉及一种基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法。
背景技术
节理的分布形态是影响工程岩体质量的最主要的因素。迹长和密度作为节理几何参数,是进行工程岩体质量评价的主要参数。目前,传统节理迹长和密度统计主要依靠皮尺测量迹长,然后通过对测量节理数据软件处理来利用圆形窗口法计算密度,但该方法无法快速准确获取节理迹长和密度。
传统皮尺统计节理几何参数,需要至少两个分米精度皮尺,一个作为测线来确定节理位置,一个作为测量节理迹长且必须两个人来控制皮尺移动测量,因此传统依靠皮尺统计节理几何参数精度只能达到分米级,同时频繁移动皮尺也导致测量效率低。
随着摄影测量技术的发展,其在各行各业使用广泛。在地质测量中,通过摄影测量可以记录下地表节理发育的整体形态特征,但是无法直接获取和统计节理几何特征。
现有通过摄影测量可以记录下地表节理发育的整体形态特征,但是无法直接获取和统计节理几何参数,因此有必要提出相应的节理几何参数统计方法来为工程岩体质量评价提供数据支持。
综上所述,现有技术存在的问题是:
现有通过摄影测量可以记录下地表节理发育的整体形态特征,但是无法直接获取和统计节理几何参数。
解决上述技术问题的难度和意义:通过本发明可以高效率、高精度地获取节理迹长和密度,提高地质调查效率。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法。
本发明是这样实现的,一种基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法,所述基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法,采用数字近景摄影测量工具和节理迹长和密度计算程序,将软件和硬件相结合。利用普通数码相机进行拍摄,对数码相机构像畸变进行检校,校正畸变图像使实际像点坐标与理论像点的位置坐标达到一致。对校正后图像利用嵌入圆形窗口法程序的matlab软件进行岩体节理迹长和密度的快速统计。
所述基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法包括以下步骤:
步骤一,控制点布置:在露头表面找到中心点,布置“十”字型测线,并延伸到露头边界,将四个端点和中心点人工标志其为控制点,分别统计中心点距四个端点距离;
步骤二,根据控制点建立直角坐标系,利用直接线性变换解法,将数字近景摄影图像进行畸变检校处理,获得露头表面节理的真实分布特征;
步骤三,通过对检校后图像识别和解译,提取出露头图像上节理迹线轨迹,绘制迹线图;
步骤四,编制圆形窗口法程序原理,在轨迹图上布置不同直径圆,统计节理迹长和密度变化规律,从而得出节理迹长和密度数值;
步骤五,利用圆形窗口法程序对迹线图进行节理迹长和密度统计,从而快速准确获取节理几何特征。
进一步,所述步骤二的具体流程为:
(1)、建立控制点坐标文件;
(2)、利用PhotoShop将原始图像转换成VirtuoZo认可的tif格式;
(3)、把tif格式图像转换成VZ格式;
(4)、建立模型并设置模型参数;
(5)、通过模型的相对和绝对定向,生成检校后图像。
进一步,所述步骤四具体包括:
根据圆形窗口法原理利用MATLAB编制计算程序,然后在节理迹线图上布置圆形取样窗口。根据测量数据的情况,以中心点为圆心,自动调整圆形取样窗口半径的大小,同时判断并记录各种端点类型迹线的数量,计算出节理的平均迹线长度和迹线中点面密度。同时,分析节理平均迹线长度和迹线中点面密度随着圆形取样窗口半径的变化,采用半径逐渐减小的同心圆方法对节理迹线进行取样。
进一步,所述步骤四的编制圆形窗口法程序原理为:
将节理迹线与圆形窗口相交分为三种类型,第一种贯穿型用N0表示、第二种相交型用N1表示、第三种包容型用N2表示,故节理总条数为N=N0+N1+N2。
N=λ(2cυ+πc2) N0-N2=λ(2cυ-πc2)
式中:ν为节理迹长,c为圆形窗口的半径,λ为节理迹线中点面密度。在假设节理迹线中点服从均匀分布的条件下,对上述两个公式分别消去λ和ν,可得:
综上所述,本发明的优点及积极效果为:提高野外地质测量效率,基于数字近景摄影测量技术和利用圆形窗口法计算节理迹长和密度程序相结合从而快速准确获取节理迹长和密度。
本发明为重庆工商大学高层次人才科研启动项目(950318066)和岩土力学与工程国家重点实验室资助课题(Z017010)资助。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法流程图。
图2是本发明实施例提供的节理与圆形窗口的位置关系图。
图3是本发明实施例提供的控制点布置图。
图4是本发明实施例提供绘制迹线图。
图5是本发明实施例提供的基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法实现流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明是这样实现的一种基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法,所述基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法,采用数字近景摄影测量工具和节理迹长和密度计算程序,将软件和硬件相结合。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法包括以下步骤:
S101:控制点布置:在露头表面找到中心点,布置“十”字型测线,并延伸到露头边界,将四个端点和中心点人工标志其为控制点,分别统计中心点距四个端点距离;
S102:根据控制点建立直角坐标系,利用直接线性变换解法,将数字近景摄影图像进行畸变检校处理,获得露头表面节理的真实分布特征;
S103:通过对检校后图像识别和解译,提取出露头图像上节理迹线轨迹,绘制迹线图;
S104:编制圆形窗口法程序原理,在轨迹图上布置不同直径圆,统计节理迹长和密度变化规律,从而得出节理迹长和密度数值;
S105:利用圆形窗口法程序对迹线图进行节理迹长和密度统计,从而快速准确获取节理几何特征。
进一步,所述步骤二的具体流程为:
(1)、建立控制点坐标文件;
(2)、利用PhotoShop将原始图像转换成VirtuoZo认可的tif格式;
(3)、把tif格式图像转换成VZ格式;
(4)、建立模型并设置模型参数;
(5)、通过模型的相对和绝对定向,生成检校后图像。
进一步,所述步骤四具体包括:
根据圆形窗口法原理利用MATLAB编制计算程序,然后在节理迹线图上布置圆形取样窗口。根据测量数据的情况,以中心点为圆心,自动调整圆形取样窗口半径的大小,同时判断并记录各种端点类型迹线的数量,计算出节理的平均迹线长度和迹线中点面密度。同时,分析节理平均迹线长度和迹线中点面密度随着圆形取样窗口半径的变化,采用半径逐渐减小的同心圆方法对节理迹线进行取样。
进一步,所述步骤四的编制圆形窗口法程序原理为:
将节理迹线与圆形窗口相交分为三种类型,节理与圆形窗口的位置关系,如图2所示。第一种贯穿型用N0表示、第二种相交型用N1表示、第三种包容型用N2表示,故节理总条数为N=N0+N1+N2。
N=λ(2cυ+πc2) N0-N2=λ(2cυ-πc2)
式中:ν为节理迹长,c为圆形窗口的半径,λ为节理迹线中点面密度。在假设节理迹线中点服从均匀分布的条件下,对上述两个公式分别消去λ和ν,可得:
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例:
步骤一,控制点布置:在露头表面找到中心点,布置“十”字型测线,并延伸到露头边界,将四个端点和中心点人工标志其为控制点,分别统计中心点距四个端点距离,如图3所示。
步骤二,根据控制点建立直角坐标系,利用直接线性变换解法,将数字近景摄影图像进行畸变检校处理,获得露头表面节理的真实分布特征。具体流程为:
(1)、建立控制点坐标文件;
(2)、利用PhotoShop将原始图像转换成VirtuoZo认可的tif格式;
(3)、把tif格式图像转换成VZ格式;
(4)、建立模型并设置模型参数;
(5)、通过模型的相对和绝对定向,生成检校后图像。
步骤三,通过对检校后图像识别和解译,提取出露头图像上节理迹线轨迹,绘制迹线图,如图4所示。
步骤四,编制圆形窗口法程序原理,在轨迹图上布置不同直径圆,统计节理迹长和密度变化规律,从而得出节理迹长和密度数值;
根据圆形窗口法原理利用MATLAB编制计算程序,然后在节理迹线图上布置圆形取样窗口。根据测量数据的情况,以中心点为圆心,自动调整圆形取样窗口半径的大小,同时判断并记录各种端点类型迹线的数量,计算出节理的平均迹线长度和迹线中点面密度。同时,分析节理平均迹线长度和迹线中点面密度随着圆形取样窗口半径的变化,采用半径逐渐减小的同心圆方法对节理迹线进行取样。
步骤五,利用圆形窗口法程序对迹线图进行节理迹长和密度统计,从而快速准确获取节理几何特征。
1、数字摄影测量。
2、将软件和硬件相结合。
利用普通数码相机进行拍摄,对数码相机构像畸变进行检校,校正畸变图像使实际像点坐标与理论像点的位置坐标达到一致。对校正后图像利用嵌入圆形窗口法程序的matlab软件进行岩体节理迹长和密度的快速统计。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法,其特征在于,所述基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度快速测量方法利用普通数码相机进行拍摄,对数码相机构像畸变进行检校,校正畸变图像使实际像点坐标与理论像点的位置坐标达到一致;对校正后图像利用嵌入圆形窗口法程序的matlab软件进行岩体节理迹长和密度的快速统计。
2.如权利要求1所述基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法,其特征在于,所述基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法包括以下步骤:
步骤一,控制点布置:在露头表面找到中心点,布置十字型测线,并延伸到露头边界,将四个端点和中心点人工标志其为控制点,分别统计中心点距四个端点距离;
步骤二,根据控制点建立直角坐标系,利用直接线性变换解法,将数字近景摄影图像进行畸变检校处理,获得露头表面节理的真实分布特征;
步骤三,通过对检校后图像识别和解译,提取出露头图像上节理迹线轨迹,绘制迹线图;
步骤四,编制圆形窗口法程序原理,在轨迹图上布置不同直径圆,统计节理迹长和密度变化规律,得出节理迹长和密度数值;
步骤五,利用圆形窗口法程序对迹线图进行节理迹长和密度统计,从而快速准确获取节理几何特征。
3.如权利要求2所述基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法,其特征在于,所述步骤二的具体流程为:
(1)、建立控制点坐标文件;
(2)、利用PhotoShop将原始图像转换成VirtuoZo认可的tif格式;
(3)、把tif格式图像转换成VZ格式;
(4)、建立模型并设置模型参数;
(5)、通过模型的相对和绝对定向,生成检校后图像。
4.如权利要求2所述基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法,其特征在于,所述步骤四具体包括:
根据圆形窗口法原理利用MATLAB编制计算程序,然后在节理迹线图上布置圆形取样窗口;根据测量数据的情况,以中心点为圆心,自动调整圆形取样窗口半径的大小,同时判断并记录各种端点类型迹线的数量,计算出节理的平均迹线长度和迹线中点面密度;同时,分析节理平均迹线长度和迹线中点面密度随着圆形取样窗口半径的变化,采用半径逐渐减小的同心圆方法对节理迹线进行取样。
5.如权利要求2所述基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的快速测量方法,其特征在于,所述步骤四的编制圆形窗口法程序原理为:
将节理迹线与圆形窗口相交分为三种类型,第一种贯穿型用N0表示、第二种相交型用N1表示、第三种包容型用N2表示,故节理总条数为N=N0+N1+N2;
N=λ(2cυ+πc2) N0-N2=λ(2cυ-πc2)
式中:ν为节理迹长,c为圆形窗口的半径,λ为节理迹线中点面密度;在假设节理迹线中点服从均匀分布的条件下,对上述两个公式分别消去λ和ν,可得:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910497445.8A CN110132987A (zh) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | 基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910497445.8A CN110132987A (zh) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | 基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的测量方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110132987A true CN110132987A (zh) | 2019-08-16 |
Family
ID=67580771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910497445.8A Pending CN110132987A (zh) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | 基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的测量方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110132987A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111199109A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-26 | 浙江大学 | 基于计盒维数与聚类分析用于划分岩体均质区的耦合方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2294522C1 (ru) * | 2005-09-15 | 2007-02-27 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав" | Сопловой блок |
CN101226057A (zh) * | 2008-02-01 | 2008-07-23 | 武汉朗视软件有限公司 | 一种数字近景摄影测量方法 |
CN201196623Y (zh) * | 2007-11-24 | 2009-02-18 | 中国矿业大学 | 便携式岩层视频监视监测图像传感器 |
CN101582164A (zh) * | 2009-06-24 | 2009-11-18 | 北京锦恒佳晖汽车电子***有限公司 | 一种辅助倒车***的图像处理方法 |
CN103424104A (zh) * | 2013-09-04 | 2013-12-04 | 中测新图(北京)遥感技术有限责任公司 | 一种近景大幅面数字摄影测量***及方法 |
CN108335328A (zh) * | 2017-01-19 | 2018-07-27 | 富士通株式会社 | 摄像机姿态估计方法和摄像机姿态估计装置 |
CN109033538A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-12-18 | 南京理工大学 | 一种基于实测结构面参数的裂隙岩体渗透张量的计算方法 |
-
2019
- 2019-06-10 CN CN201910497445.8A patent/CN110132987A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2294522C1 (ru) * | 2005-09-15 | 2007-02-27 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав" | Сопловой блок |
CN201196623Y (zh) * | 2007-11-24 | 2009-02-18 | 中国矿业大学 | 便携式岩层视频监视监测图像传感器 |
CN101226057A (zh) * | 2008-02-01 | 2008-07-23 | 武汉朗视软件有限公司 | 一种数字近景摄影测量方法 |
CN101582164A (zh) * | 2009-06-24 | 2009-11-18 | 北京锦恒佳晖汽车电子***有限公司 | 一种辅助倒车***的图像处理方法 |
CN103424104A (zh) * | 2013-09-04 | 2013-12-04 | 中测新图(北京)遥感技术有限责任公司 | 一种近景大幅面数字摄影测量***及方法 |
CN108335328A (zh) * | 2017-01-19 | 2018-07-27 | 富士通株式会社 | 摄像机姿态估计方法和摄像机姿态估计装置 |
CN109033538A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-12-18 | 南京理工大学 | 一种基于实测结构面参数的裂隙岩体渗透张量的计算方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
李启源: "基于数字近景摄影测量的节理迹长与连通率估计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 * |
杨春和等: "岩体节理平均迹长和迹线中点面密度估计", 《岩石力学与工程学报》 * |
黄祚继等: "《近景摄影测量影像匹配方法研究与应用》", 30 September 2017, 河海大学出版社 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111199109A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-26 | 浙江大学 | 基于计盒维数与聚类分析用于划分岩体均质区的耦合方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103322911B (zh) | 一种基于图像的特色建筑立面图测绘方法 | |
CN107289858A (zh) | 一种数字图像内置虚拟标尺的测量装置及方法 | |
CN101709964B (zh) | 大型洞室仪测成像可视化地质编录方法 | |
CN107655459B (zh) | 一种野外岩石结构面粗糙度的量测及计算方法 | |
CN113724193B (zh) | Pcba零部件尺寸及间隙高精度视觉测量方法 | |
CN109827526A (zh) | 一种基于摄影测量平面平整度检测方法及其数据处理流程 | |
CN106204560A (zh) | 菌落挑选仪自动标定方法 | |
CN110132987A (zh) | 基于数字近景摄影测量岩体节理迹长和密度的测量方法 | |
CN112033385A (zh) | 一种基于海量点云数据的桥墩位姿测量方法 | |
CN111553948A (zh) | 一种基于双示踪物的掘进机截割头定位***及方法 | |
CN106875485A (zh) | 面向水电工程地质施工编录的现场三维坐标体系建立方法 | |
CN107796360A (zh) | 一种基于无人机视频测量单管塔平板天线角度的方法 | |
CN106403907A (zh) | 一种基于正射影像的结构面充填物细观地质编录方法 | |
CN111311559B (zh) | 一种无偏差的裂缝表征方法 | |
CN113375644B (zh) | 一种边坡产状高精度测量方法 | |
EP4173473A1 (en) | Plant dimension measuring method | |
CN108827156A (zh) | 一种工业摄影测量基准尺 | |
CN110455263A (zh) | 一种地下空间智能手机影像定位方法 | |
CN210154519U (zh) | 一种岩体结构面空间位置测量装置 | |
CN109870723B (zh) | 基于山区地形校正的大功率电测深方法及*** | |
CN112464514A (zh) | 一种基于摄影测量、RQD和RQDt的巷道开挖不利方位求解方法 | |
CN110245440A (zh) | 一种基于测量坐标或三维场景的地质产状获取方法 | |
CN109493419A (zh) | 一种倾斜摄影数据获取数字表面模型的方法及装置 | |
CN113989453B (zh) | 一种高陡危地形岩体rqd的获取方法、***及装置 | |
CN109918462A (zh) | 一种地理信息***的处理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190816 |