[發(fā)明專利]一種獲取危巖體地形剖面的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111402374.2
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN113946982B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李嘉雨;張廣澤;陳明浩;王棟;馬建軍;侯錦;賈哲強;鄒楊;張營旭
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06V20/17;G06T17/00;G06V10/764
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 林秋雅

本發(fā)明涉及地表形態(tài)獲取技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種獲取危巖體地形剖面的方法，先在無人機三維傾斜攝影模型上選取起點坐標和終點坐標，確定需要獲取目標區(qū)域內(nèi)危巖體地形的剖切線，并沿剖切線依次選取剖切線附近的多個測量點坐標；再建立剖切線對應(yīng)剖切面的平面方程并計算得到測量點投影到剖切面的投影坐標；最后依據(jù)測量點的投影坐標判斷對應(yīng)區(qū)域的地形特征，根據(jù)判斷結(jié)果獲取擬合點的坐標，處理得到剖切線位置的地形剖面。本發(fā)明的一種獲取危巖體地形剖面的方法，利用無人機三維傾斜攝影模型的測量數(shù)據(jù)，能夠快速準確地獲得危巖體地形特征，無需專業(yè)軟件進行復(fù)雜的剖切運算，尤其利于獲取陡傾直立巖體、倒懸狀巖體的地形地貌特征。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地表形態(tài)獲取技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種獲取危巖體地形剖面的方法。

背景技術(shù)

中國山區(qū)面積占全國總面積的69.1％，由于地形地貌陡峭，常常在高陡邊坡形成危巖體，危巖崩落后嚴重威脅鐵路、公路、房屋等建筑物和相關(guān)人員的安全，目前傳統(tǒng)的獲取高陡邊坡危巖體地形剖面的方法有4種：①通過使用全站儀等測量設(shè)備現(xiàn)場測量危巖體剖面；②通過剖切大比例尺地形圖獲得危巖體剖面；③通過剖切無人機光學(xué)影像的三維點云數(shù)據(jù)獲得危巖體的剖面；④通過剖切激光雷達的三維點云數(shù)據(jù)獲得危巖體的剖面。

第一種方法：由于危巖體高陡，測量人員難以到達，不僅效率低下、危險性大、測量精度也較低，不能在一條測量線上準確獲取危巖體的微地貌特征，特別是對于倒懸狀的危巖體無法開展實測工作；第二種方法：能夠快速獲得地形的剖面形態(tài)，但由于等高線在制作時對測量點坐標進行了擬合處理，精確度極低，剖切斷面只能顯示宏觀的地貌特征，不能準確獲取危巖體倒懸、陡傾近直立的微地貌特征；第三種方法：由于無人機光學(xué)影像往往有植被遮擋，技術(shù)難度大、操作不簡便、剖切效率低、剖切精度也受地貌植被的影響；第四種方法：由于無人機搭載荷載有限，其搭載的激光雷達設(shè)備功率往往較小，雷達的激光照射到危巖體并返回的測量點有限，且獲取的原始數(shù)據(jù)仍會含有植被的形態(tài)數(shù)據(jù)，雖然能有少量激光點能穿越植被獲得地表形態(tài)，但獲取成本高、技術(shù)難度大、操作不簡便，需后期進行去植被處理，剖切效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：現(xiàn)有技術(shù)獲取危巖體地形剖面的方法，人工測量效率低，大比例尺地形圖獲取的特征精度低，無人機光學(xué)影像及激光雷達的應(yīng)用成本高，還需要專業(yè)軟件進行復(fù)雜的剖切運算，針對以上問題，提供一種獲取危巖體地形剖面的方法，利用無人機三維傾斜攝影模型的測量數(shù)據(jù)，能夠快速準確地獲得危巖體地形特征，無需專業(yè)軟件進行復(fù)雜的剖切運算，尤其利于獲取陡傾直立巖體、倒懸狀巖體的地形地貌特征。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種獲取危巖體地形剖面的方法，包括如下步驟：

A、使用無人機在目標區(qū)域的上空進行三維傾斜攝影，將航拍的圖片進行三維建模，得到無人機三維傾斜攝影模型；

B、在無人機三維傾斜攝影模型上選取起點坐標和終點坐標，確定需要獲取目標區(qū)域內(nèi)危巖體地形的剖切線，并沿剖切線依次選取剖切線附近的多個測量點坐標；

C、建立剖切線對應(yīng)剖切面的平面方程；

D、計算得到測量點投影到剖切面的投影坐標；

E、設(shè)定地形剖面的擬合點，依據(jù)測量點的投影坐標判斷對應(yīng)地形的倒懸特征，根據(jù)判斷結(jié)果獲取擬合點的坐標；

F、將獲得的擬合點坐標依次連接成線得到剖切線位置的地形剖面。