基于摄影测量三维点云的结构面识别及三维渗流管网模型研究

发布时间：2020-09-19 18:08

　　 高放废物地质处置场址的岩体结构面发育特征的研究及连通性和渗透性评价极为重要。基于数字摄影测量方法,以国家核废料预选处置场——甘肃处置场中典型区段为例,采用多视点摄影测量技术,基于计算机视觉原理进行露头面三维重建,得到大量露头面三维密集点云模型。在此背景下,本文的主要工作和研究结论如下:(1)研究了基于三维点云的面状结构面识别方法。使用每一个点及其相应的邻近点构成的子集平面来形成识别结构面的候选,使用主成分分析法计算子平面法向量并剔除异常点。改变耗时的全自动识别,由用户指定识别结构面上的点,搜索到该点所在子平面,用区域生长法一步步识别出整个结构面,提高了识别效率。编写程序,识别出多个结构面并将其产状与实测数据进行比较,误差较小,证明该方法高效、准确可靠。(2)结构面产状计算并根据产状进行优势结构面分组,编写基于二维和三维圆形测窗估算迹长均值和裂隙强度的程序。比较了最小二乘法和主成分分析法基于点云的结构面拟合效果,确定主成分分析法更适合。通过拟合的法向量计算得到结构面产状,在露头面点云上布置与二维圆形测窗位置和大小对应的三维圆形测窗,用两种方法估算迹长均值和迹线强度,结果证明真值计算方法适用性更稳定,同时指出估算方法的使用最好需要满足一定条件。(3)提出一种新的结构面三维网络模型的建模及评估方法。详细阐述了所提出方法的步骤,包括其中所用参数的随机生成方法。将结构面视为圆盘,编写程序按所提出方法生成该露头面对应的结构面三维网络模型。对生成的模型进行评估,发现该方法生成模型效果较好。该研究为管网模型的建立及渗流分析提供了基础。(4)建立了将结构面三维网络模型转换为管网模型及基于结构面管网的渗流分析方法。基于图论管网法,将结构面三维网络模型取出特定大小的区域,经过圆盘相交关系的判断等步骤转换为管网模型。基于该管网模型,编程实现了在指定方向的边界加水头差,进行渗流分析并计算不同路径的等效渗透系数。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TL942;P23
【部分图文】：

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本文编号：2822840