[發明專利]利用點偏移技術的陡邊坡傾斜攝影模型地質界線優化方法

在審

• 申請號: 202111157708.4
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113821850A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 趙文超;李明超;陳亞鵬;韓帥;高義軍;朱維娜;符家科;王國崗;于文龍;李明昊
• 申請（專利權）人: 中水北方勘測設計研究有限責任公司;天津大學
• 主分類號: G06F30/12
• 分類號: G06F30/12;G06F30/13;G06F30/20;G06F21/60;G06T7/73;G06T17/05
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

本發明公開了一種利用點偏移技術的陡邊坡傾斜攝影模型地質界線優化方法，屬于水利水電工程地質勘察及GIS領域，包括以下步驟：一、通過點選繪制多段線的方式，在傾斜攝影模型上對地質對象的出露線進行勾繪，并通過傾斜攝影模型獲取點的三維坐標序列；二、計算上述三維坐標序列對應的屏幕二維坐標；三、對屏幕坐標以及傾斜攝影模型對應位置的三維多段線進行加密；四、對三維坐標點進行選擇性的微小偏移；五、連接所有偏移后的三維坐標點，并賦以顏色和線型信息，形成地質界線。本發明考慮水利水電工程地質特點及當前GIS平臺對傾斜攝影模型可視化效果的局限性，為高陡邊坡上地線標繪過程提供一種可視化優化方法，輔助地質分析。

技術領域

本發明涉及水利工程地質勘查、GIS、三維可視化領域，具體涉及一種利用點偏移技術的陡邊坡傾斜攝影模型地質界線優化方法。

背景技術

地質勘查是水利水電工程設計、施工、運維等各個階段的基礎性工作，其任務量極其繁重。目前的水利水電地質勘查工作主要依賴于人工記錄和繪制，數字化程度低，分析效率低且數據不易管理，因此近年來國內外多家單位開始致力于研發數字化的野外地質信息采集系統，如河海大學研發的EgoInfo攝影地質編錄系統以及黃河水利委員會勘測規劃設計研究院的工程勘察數字采集信息系統。不過，目前這些相對成熟的數字化編錄系統主要采用的是二維模式，在照片或CAD底圖上進行地質對象的繪制和記錄。二維層面的數據底圖難以反映地質對象的空間分布情況，在外業采集和內業分析過程中均存在著較大程度的局限性。成都勘測設計研究院基于Skyline平臺研發了三維實景地質填圖系統，通過DEM與DOM疊加的形式還原地表的地質現象。該系統在很大程度上提升了野外采集編錄系統的實用價值，然而，其主要的不足在于其精度仍還難以完全滿足實際勘察的需求。

在還原三維世界的真實形態方面，通過無人機航拍制作的傾斜攝影模型有著巨大的優勢。各大水利水電勘察設計院紛紛將建立傾斜攝影模型作為地質分析過程的重要環節之一。在傾斜攝影模型上進行點、線、面等地質對象的繪制可以有效地解決野外數字編錄過程中精度不高的問題。然而，傾斜攝影模型的數據結構復雜，國內外的各大GIS平臺均難以利用傾斜攝影模型實現較為復雜的空間計算。目前，利用傾斜攝影模型編錄過程的一個最重要的問題是地質界線編錄問題。通過鼠標在傾斜攝影模型上點選，可以計算出模型上各個點的三維坐標，通過依次連接三維坐標，即可呈現出空間三維地質界線。三維地質界線的形態有“絕對高程”和“貼地表”兩種模式，其中由于地表形態是起伏的，絕對高程模型下的地質界線會被地表斷斷續續地遮擋，可視化效果不好，因此“貼地表”模型通常更能滿足編錄需求。但是，“貼地表”模式本質是空間三維多段線沿Z軸垂直向下投影到傾斜攝影模型上的結果，因此當所編錄的地質對象為坡度很大的懸崖峭壁時，投影出來的線會直接形成“糊”在模型上的面——這一過程采集到的坐標點數據是正確的，但可視化效果卻極差，并會在很大程度上野外現場分析。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種利用點偏移技術的陡邊坡傾斜攝影模型地質界線優化方法，針對水利水電工程地質模型的特點，利用計算機圖形學原理與空間幾何計算，對基于傾斜攝影模型的地質界線編錄的可視化過程進行優化，以提高外業地質勘察的質量與效率。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種利用點偏移技術的陡邊坡傾斜攝影模型地質界線優化方法，包括以下步驟：

A.通過點選繪制多段線的方式，在傾斜攝影模型上對地質對象的出露線進行勾繪，并通過傾斜攝影模型獲取點的三維坐標序列；

B.計算出步驟A中三維坐標序列對應的屏幕二維坐標；

C.對屏幕二維坐標以及傾斜攝影模型對應位置的三維多段線進行加密；

D.對加密生成的三維坐標點進行微小偏移，使之高出地表一段微小的距離；

E.連接所有偏移后的三維坐標點，并賦以顏色和線型信息，形成地質界線。

步驟A中的繪制多段線采用絕對高程模式。