岩体结构面数字近景摄影测量解译系统及应用研究

发布时间：2017-08-21 05:22

  本文关键词：岩体结构面数字近景摄影测量解译系统及应用研究

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【摘要】：岩体被内部的断层、节理、裂隙等结构面切割成各种块体,其结构决定了岩体的力学和水力学性质,故而结构面的研究是岩体力学的重要内容。岩体结构面的考察目前主要通过野外实地测量来进行,这类方法繁琐低效,且准确性不高,有些场地甚至无法实施。因此,开发快速有效的结构面参数量测及解译系统具有重要的理论和现实意义。 本文提出了近景数字量测获取岩体结构面网络参数的工作流程,开发了解译分析软件,给出了应用事例。具体研究内容包括： (1)现场获取数字近景摄影测量相关数据信息方法的确定,包括高质量摄影像对的获取,控制点坐标的获取方法；建立室内解译系统相应的硬件平台； (2)进行了近景数字摄影测量算法理论研究与解译软件的开发研究,主要解决了结构面图像坐标的批量提取、图像特征点的匹配、同名点的求解以及结构面迹长、产状、密度等参数的解译； (3)开展了相关的应用研究,分析了甘肃北山三种具有不同结构面分布特征的典型露头,对整套方案进行验证和应用研究。 得到的主要结论如下： (1)利用开发的软件FraCracker(?)能够在普通PC平台快速有效地开展结构面解译工作,得到与现场实测数据相吻合的解译结果； (2)根据SIFT特征匹配原理进行的重构模型,很好的再现了岩体露头的实景,实现了数字化的结构面的空间迹线模型； (3)在结构面迹线空间分布和露头数字化模型基础上,提出并建立的进行结构面统计的数字化测线、矩形测窗和圆形测窗实施方法,优于现场直接布置测线和测窗的方法,并解决了圆形测窗不易合理实现的难题； (4)通过对三个典型露头的系统解译分析,结果表明本研究所建立的方法,较传统方法更合理,高效；同时根据近景数字摄影测量解译得出的结构面数字化模型,可以为建立考虑露头面上结构面确定性信息的三维网络模型奠定好的基础。
【关键词】：岩体结构面 数字近景摄影测量 SIFT算法 迹长 产状 密度 数字化模型
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P234.1;TU45
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景和意义8-9
• 1.2 研究现状9-14
• 1.2.1 摄影测量技术在岩体结构面相关研究应用现状9-12
• 1.2.2 结构面参数获取方法及网络模型研究现状12-14
• 1.3 技术路线与章节布置14-16
• 2 数字近景摄影测量与SIFT匹配算法原理16-37
• 2.1 数字近景摄影测量数据采集原理及方法16-18
• 2.1.1 坐标解算原理16
• 2.1.2 直接线性变换解法16-17
• 2.1.3 摄影要求17-18
• 2.2 尺度空间与SIFT算法18-36
• 2.2.1 高斯金字塔20-25
• 2.2.2 高斯差分金字塔25-29
• 2.2.3 特征点精确定位与边界效应的去除29-32
• 2.2.4 描述子的生成与特征点匹配32-36
• 2.3 本章小结36-37
• 3 岩体结构面参数解译系统Fracracker的建立37-58
• 3.1 结构面识别及标记点坐标的快速提取37-40
• 3.2 对应点的批量求解40-46
• 3.2.1 基于透视变换的求解40-41
• 3.2.2 批量求解的方法41-46
• 3.3 标记点三维坐标与结构面参数的解译46-55
• 3.3.1 求解产状与迹长46-48
• 3.3.2 平均迹长与结构面密度的估算48-55
• 3.4 系统集成55-57
• 3.5 本章小结57-58
• 4 实例验证与应用研究58-82
• 4.1 实例1—JJC760-68
• 4.1.1 产状求解与分析60-62
• 4.1.2 密度的统计分析62-68
• 4.2 实例2—JJC3568-75
• 4.2.1 产状求解与分析68-71
• 4.2.2 密度的统计分析71-75
• 4.3 实例3—C2875-81
• 4.3.1 密度的统计分析76-80
• 4.3.2 基于确定性信息的结构面模型80-81
• 4.4 本章小结81-82
• 5 结论与展望82-84
• 5.1 结论82-83
• 5.2 展望83-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-91
• 附录91

【参考文献】

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本文编号：711065