[发明专利]一种开挖边坡岩块信息提取与三维重构方法

摘要

本发明公开了一种开挖边坡岩块信息提取与三维重构方法，其步骤主要包括获取开挖边坡坡面的三维激光扫描点云数据；用Ransac算法提取边坡岩体的结构面几何信息；采用空间几何、Flood Fill算法与编码归类方法提取由结构面构成的岩石块体；重构岩块三维数字模型并对岩块体积和块度分布信息进行计算和统计。本发明可以自动化提取开挖坡面的岩石块体信息，直观反映结构面切割形成的块体发育程度，克服了人工测量耗时耗力的弊端；可以根据提取的岩块统计信息来评价岩体完整性程度，为开挖边坡的支护设计提供依据。

主权项

一种开挖边坡岩块信息提取与三维重构方法，其特征在于，包含以下步骤：1)在待测量的开挖边坡坡面上布设不少于3个控制点，并记录控制点的全球坐标；2)获取开挖坡面的不同扫描角度的多幅激光扫描点云数据；3)通过控制点将获取的多幅点云数据拼接成一副完整的点云数据，并根据控制点将完整点云坐标转换到全球坐标下；4)采用Ransac算法提取岩体结构面几何信息，进而获取结构面的方程和结构面对应的点云数据；5)根据结构面方程计算两结构面相交的交线方程，通过结构面上的点和交线方程的关系判断两个结构面是否相邻且相交，并且通过结构面上的点和交线方程的关系删除不相邻的结构面；计算两个相邻且相交结构面的交线段两个端点坐标，然后通过编码归类方法将相邻且相交的结构面提取出来构成块体；6)将整个点云封闭，通过Flood Fill算法将封闭后的点云划分为内部和外部空间，内部充满Flood Fill填充点，外部没有点，通过判断块体内部是否有点来区分真实块体和虚假块体，仅保留真实块体；7)采用编码过滤方法检查并剔除重复计算的块体；8)重复步骤（5）‑（7），提取开挖坡面出现的所有真实岩石块体；9)在三维空间生成平面相交而成的三维数字块体模型；10)统计岩块的体积和块度分布。