[发明专利]一种岩质滑坡破坏边界的特征提取方法

说明书

本发明提供了一种岩质滑坡破坏边界的特征提取方法，属于岩质滑坡技术领域。包含采用地面三维激光扫描仪采集滑坡边界及影响区数据，通过Hough算法计算结构面法向量以确定其空间位置，将捕获的结构面进行HIS色彩重建并依据不同色彩种数明确结构面组数，基于彩色点云模型基础上密度带噪声空间聚类(DBSCAN)算法对结构面聚类分析，从而获得结构面参数进一步提取滑坡破坏边界特征。本发明相比传统法更加智能，测点区域覆盖广更具代表性，数据处理周期短。对岩质滑坡破坏边界特征提取在滑坡边界成因分析中具有极大的研究价值。

技术领域

本发明属于岩质滑坡技术领域，尤其涉及一种岩质滑坡破坏边界的特征提 取方法。

背景技术

滑坡边界按传统方法由人工现场确定，考虑到安全性和实际工作量可能比 较大，因而人工法对滑坡所处地形条件要求较高。具体体现在高陡滑坡特别是 岩质滑坡的两侧边界及后缘，往往因其险要地势对野外调查者造成巨大阻碍； 同时在进行数据处理工作中，人工数据需要经历记录、输入等多个前期步骤， 使得工作量加大。为了解决这类问题，提出一套基于地面三维激光点云的岩质 滑坡破坏边界特征提取方法。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种岩质滑坡破坏边界的特征 提取方法，解决了人工提取岩质滑坡破坏边界的特征工作量大、坡体盲区工作 者难以到达、全覆盖人工排查危险性高的问题。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种岩质滑坡破坏边界的特征提取方法，包括以下步骤：

S1、选择岩质滑坡不同部位布置人工测点，以及在滑区内设置若干台三维 激光扫描站点，构建三维点云模型；

S2、在所述人工测点和三维激光扫描站点处测量结构面产状数据；

S3、根据所述结构面产状数据对岩质滑坡边界进行点云数据分析；

S4、根据所述三维点云模型，利用随机霍夫变换计算得到所述点云数据的 法向量，并利用所述点云数据的法向量计算得到待检测结构面产状数据，将所 述待检测结构面产状数据与步骤S2中测量得到的结构面产状数据进行校核；

S5、根据校核后的结构面产状数据，利用HIS色彩重建方法确定结构面组 数；

S6、根据所述结构面组数，对结构面进行聚类分析；

S7、分别提取聚类后结构面的间距、延续性和粗糙度，完成岩质滑坡破坏 边界的特征提取。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种岩质滑坡破坏边界特征提取方法。 包含采用地面三维激光扫描仪采集滑坡边界及影响区数据，通过Hough算法计 算结构面法向量以确定其空间位置，将捕获的结构面进行HIS色彩重建并依据 不同色彩种数明确结构面组数，基于彩色点云模型基础上密度带噪声空间聚类 (DBSCAN)算法对结构面聚类分析，从而获得结构面参数进一步提取滑坡破坏边 界特征。这种方法相比传统法更加智能，测点区域覆盖广更具代表性，数据处 理周期短，对岩质滑坡破坏边界特征提取在滑坡边界成因分析中具有极大的研 究价值。

进一步地，所述步骤S1包括以下步骤：

S101、在岩质滑坡边界上布置m个人工测点，在岩质滑坡影响区域内布置 3m个人工测点；

S102、在岩质滑坡区域内设置多个三维激光扫描站点；

S103、将三维激光扫描站点经数据拼接和坐标校准，建立三维点云模型。

上述进一步方案的有益效果是：在岩质滑坡边界上和影响区域内布设的人 工测点测结构面产状一方面用于三维激光扫描数据较核；另一方面用于与点云 数据对比，以判别这些结构面是由区域统一应力作用下形成的先期结构面，还 是与这该滑坡有关的新生断裂面。