[發(fā)明專利]一種基于無人機的巖溶區(qū)地質缺陷體檢測方法

有效

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• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108305322B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設計）人: 耿彥生;劉彥軍;肖劍;陳仕;初新云;祿苗苗;李寧;張海東;翟震
• 申請（專利權）人: 中冶交通建設集團有限公司;北方工業(yè)大學
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G01V3/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權代理有限公司 11327
• 代理人: 李琳;陳英俊

本發(fā)明公開了一種基于無人機的巖溶區(qū)地質缺陷體檢測方法，包括：選定所述巖溶區(qū)中包括待建隧道的檢測區(qū)域；通過無人機對所述檢測區(qū)域進行航拍，以獲取影像信息；以及根據(jù)所述影像信息對所述檢測區(qū)域進行三維建模以得到三維場景，從而從所述三維場景中得出所述地質缺陷體的信息。本發(fā)明能夠識別巖溶區(qū)的地質缺陷體構造特征，為隧道施工提供中觀層面的地質缺陷體檢測。

技術領域

本發(fā)明涉及一種地質缺陷體檢測方法，尤其涉及一種基于無人機的巖溶區(qū)地質缺陷體檢測方法。

背景技術

我國幅員遼闊，地質條件復雜多樣，一定程度上為隧道工程的修建制造了障礙。近些年，隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略和基礎設施的進一步發(fā)展，越來越多地出現(xiàn)了在巖溶地區(qū)修建隧道的工況。

我國的巖溶分布廣泛，類型眾多，是世界上巖溶面積最大的國家之一。全國碳酸鹽類巖石面積達130多萬平方公里，約占國土面積的1/7，如果包括埋藏型巖溶，則有約200萬平方公里，占全國面積的1/5。由于巖溶構造形式多樣、分布復雜，現(xiàn)有的技術手段難以準確查明地質缺陷的基本情況，致使巖溶區(qū)修建隧道仍是風險極高的工程活動。

目前，業(yè)內采用的方法主要是從洞內利用地震波法、電磁波法和紅外探水等等進行探測。由于溶洞、暗河等巖溶構造形狀多樣、規(guī)模各異、性質多變，經(jīng)常使得利用地震反射波描述地質缺陷的地震波法失效，雷達成像法難以反映構造的全貌而產(chǎn)生誤判，瞬變電磁法也因自身的不完善而難以應用，紅外探水方法也因只對含水構造具有相對的定性的參考意義。

同時，超前鉆探因造價高昂且長時間占用開挖面而無法大規(guī)模使用。然而，在巖溶區(qū)修建隧道是無法回避的。尤其近幾年，公路、鐵路建設進一步挺進高大、高寒、偏僻地區(qū)。如何完善巖溶構造地質檢測是亟待解決的關鍵問題。

發(fā)明內容

由于巖溶構造具有自身獨特的發(fā)育規(guī)律，不僅決定于地殼構造運動的內部應力，還取決于地質歷史上天氣因素和流水的侵蝕，具有極強的地貌發(fā)育特征。有鑒于此，提出采用無人機通過三維建模，利用高精度立體影像，識別巖溶區(qū)的地質缺陷體，為隧道施工提供中觀層面的巖溶構造地質缺陷體檢測。進一步地，本發(fā)明可以結合地表物探，以達到精細查明淺層巖溶區(qū)地質缺陷體信息的目的。

本發(fā)明公開了一種基于無人機的巖溶區(qū)地質缺陷體檢測方法，包括如下步驟：選定所述巖溶區(qū)中包括待建隧道的檢測區(qū)域；通過無人機對所述檢測區(qū)域進行航拍，以獲取影像信息；以及根據(jù)所述影像信息對所述檢測區(qū)域進行三維建模以得到三維場景，從而從所述三維場景中得出所述地質缺陷體的信息。

優(yōu)選地，所述巖溶區(qū)地質缺陷體檢測方法還包括：根據(jù)所述地質缺陷體的信息確定需要進行地表探測的區(qū)域；以及對需要進行地表探測的區(qū)域進行地表物探，以檢測所述地質缺陷體的進一步的信息。

優(yōu)選地，所述地質缺陷體的信息為所述地質缺陷體的位置、規(guī)模、性質和產(chǎn)狀的一者或多者。

優(yōu)選地，利用高密度電法進行所述地表探測。

優(yōu)選地，進行地表物探的步驟包括：在地表沿所述待建隧道中線布設第一測線，在地表垂直所述待建隧道中線布設第二測線，沿所述第一測線和所述第二測線進行地表物探。

優(yōu)選地，所述無人機對所述檢測區(qū)域進行傾斜攝影。

優(yōu)選地，所述地質缺陷體為溶溝、巖溶裂隙帶、巖溶漏斗、溶洞或暗河。

優(yōu)選地，所述影像信息的航向重疊度為75％-90％，旁向重疊度為70％-80％。

優(yōu)選地，所述影像信息的分辨率在3-5厘米的范圍內。

優(yōu)選地，將地質缺陷體投影至待建隧道的埋深處，估測出所述地質缺陷體向下延伸到所述待建隧道的埋深處的信息。

優(yōu)選地，所述檢測區(qū)域的寬度為所述待建隧道的中心軸兩側分別小于或等于1000米的距離，所述檢測區(qū)域的長度為所述待建隧道的長度。