[發明專利]一種基于地面激光雷達技術的危巖落石調查方法

在審

• 申請號: 201410047264.2
• 申請日: 2014-02-11
• 公開（公告）號: CN103792542A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 李海亮;馮光勝;郭良浩;劉善勇;李東黎;夏艷萍;高山;李仰波
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S7/48
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

1.一種基于地面激光雷達技術的危巖落石調查方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：?

(1)利用現有工程勘察資料確定危巖落石的分布區域作為工點；?

(2)數據采集：在所述工點布設反射靶標，用地面激光掃描儀對所述工點進行粗掃，用數碼成像設備獲取所述工點的全景影像；通過粗掃結果獲取所述危巖落石和所述反射靶標的位置，對所述危巖落石所在位置進行精掃獲取所述危巖落石所在位置的激光點云，對所述反射靶標所在位置進行精掃獲取所述反射靶標中心處的局部坐標；?

(3)激光點云賦色：選取至少三對所述激光點云與所述全景影像的同名點，通過所述同名點對所述激光點云與所述全景影像進行配準，并將所述全景影像中的顏色賦予所述激光點云得到彩色激光點云；?

(4)激光點云坐標變換：測得所述反射靶標的測區坐標，通過所述反射靶標的局部坐標和測區坐標，計算出所述局部坐標和所述測區坐標的變換關系，利用所述變換關系將局部坐標系下的所述彩色激光點云轉換到測區坐標系下；?

(5)彩色激光點云分類：將測區坐標系之下的所述彩色激光點云分為初始點類、地面點類、植被類、人工構造物類和其他類五個類別；?

(6)危巖落石的識別和信息提取：基于分類后的所述彩色激光點云識別出所述危巖落石，基于所述地面點類的所述彩色激光點云提取所述危巖落石信息；?

(7)提取危巖落石處理設計橫斷面線：利用所述地面點類的所述彩色激光點云提取所述危巖落石處置設計所需的橫斷面，并將危巖落石信息標注在橫斷面線上。?

2.根據權利要求1所述的一種基于地面激光雷達技術的危巖落石調查方法，其特征在于所述步驟(2)中是以單掃描站方式掃描所述工點，所述掃描站是所述地面激光掃描儀的架設地點，所述地面激光掃描儀架設在能夠掃描整個所述工點的位置。?

3.根據權利要求1所述的一種基于地面激光雷達技術的危巖落石調查方法，其特征在于所述步驟(2)中是以多掃描站方式掃描所述工點，所述掃描站是所述地面激光掃描儀的架設地點，架設多個所述地面激光掃描儀使掃描的結果能覆蓋整個所述工點區域。?

4.根據權利要求1所述的一種基于地面激光雷達技術的危巖落石調查方法，其特征在于所述步驟(2)中：在所述地面激光掃描儀的掃描范圍之內布設至少三個反射靶標，各個所述反射靶標呈環形均勻布設，各個所述反射靶標與所述地面激光掃描儀之間的距離不同，且設置于不同的高度。?

5.根據權利要求1所述的一種基于地面激光雷達技術的危巖落石調查方法，其特征在于所述步驟(2)中：利用數碼成像設備對所述工點進行旋轉拍攝，將旋轉拍攝所獲得的影像進行拼接得到所述工點的全景影像。?

6.根據權利要求1所述的一種基于地面激光雷達技術的危巖落石調查方法，其特征在于所述步驟(3)中：對所述全景影像和所述激光?點云進行配準是指通過所述同名點計算所述全景影像與所述激光點云坐標變換的對應關系。?

7.根據權利要求1所述的一種基于地面激光雷達技術的危巖落石調查方法，其特征在于：所述步驟(4)中所述反射靶標的測區坐標是利用無合作目標全站儀測得的；所述局部坐標和所述測區坐標的變換關系是通過七參數方法計算獲得的。?

8.根據權利要求1所述的一種基于地面激光雷達技術的危巖落石調查方法，其特征在于所述步驟(6)的具體步驟為：?

(61)依據分類后的所述彩色激光點云建立遙感解譯標志，所述遙感解譯標志包括危巖落石、節理裂隙構造、地層巖性；?

(62)依據所述彩色激光點云以人機交互的方式進行遙感識別，分別識別出危巖和落石，以及所述危巖和所述落石的空間位置、體積；?

(63)依據所述地面點類的彩色激光點云提取所識別出的危巖落石的信息，所述信息包括地層巖性、節理裂隙發育程度、裂隙類型、延伸長度、邊界和尺寸，并將所提取的危巖落石信息展繪到地形圖上。?

9.根據權利要求1所述的一種基于地面激光雷達技術的危巖落石調查方法，其特征在于所述步驟(7)的具體步驟為：?

(71)給定要切取的橫斷面的中樁坐標及斷面線上除中樁外任意一點坐標，獲取所述橫斷面的文本文件：所述文本文件中每個橫斷面占據一行，每行第一列為中樁點的里程樁號，第二列為中樁點的東坐標，第三列為中樁點的北坐標，第四列為確定斷面方向偏移點的東坐標，第五列為確定斷面方向偏移點的北坐標；?

(72)依據所述橫斷面的所述文本文件，基于所述地面點類的彩色激光點云生成橫斷面，得到所述橫斷面的圖形文件；?

(73)將所述步驟(6)提取的危巖落石信息標注所述橫斷面圖形文件的橫斷面線上。?