[發明專利]一種巖體破碎程度分類方法、系統、電子設備及介質

在審

• 申請號: 202310149634.2
• 申請日: 2023-02-16
• 公開（公告）號: CN116188957A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 陳佳耀;黃宏偉;張頂立;房倩;吳晨;楊同軍;滿建宏
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06V20/00
• 分類號: G06V20/00;G06V10/764;G06V10/762;G06Q50/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

本發明公開一種巖體破碎程度分類方法、系統、電子設備及介質，涉及巖體破碎程度分類領域，通過獲取待分類巖體的表觀圖像；提取表觀圖像的跡線特征；對跡線特征進行歸一化處理，并將處理后的跡線特征，輸入至巖體破碎程度分類模型，得到所述待分類巖體的巖體破碎程度；其中，所述巖體破碎程度分類模型是基于K?折交叉驗證算法，以巖體表觀圖像的跡線特征為輸入，以與所述巖體表觀圖像對應的巖體破碎程度為輸出對初始隨機森林模型進行訓練，利用超參數優化算法對訓練后的隨機森林模型的超參數進行優化得到的。本發明利用K?折交叉驗證算法及超參數優化算法，能夠有效地提升分類模型的分類綜合能力，提高巖體破碎程度分類的準確性。

技術領域

本發明涉及巖體破碎程度分類領域，特別是涉及一種巖體破碎程度分類方法、系統、電子設備及介質。

背景技術

巖體的完整性評價是工程師與科研人員在巖體分級工作中深刻關注的重要課題。巖體質量的優劣程度取決于構成巖體結構特征的內在因素，而巖體完整性是起主導性作用的因素之一。巖體完整性指標作為BQ圍巖分級兩大基本指標之一，巖體工程施工期間掌子面巖體完整性測試中，獲取數據的快捷性和可靠性，直接影響和制約著隧道圍巖分級的快捷性和可靠性。因此，研究巖體完整性指標的快捷測試方法，有助于巖體開挖期間圍巖級別快速判定方法及相關配套儀器的研發，最終能夠為工程動態的設計施工提供依據和指導，探尋一種更簡便、精確的方法來準確表征巖體完整性已經成為需要。

長期以來，現場工程師依據其經驗來評價巖體完整程度為施工安全及參數判斷提供服務?，F有巖體表觀完整性評定廣泛采用人工地質素描的方式，該方法具有不可避免的缺點。首先，檢測周期長，施工人員必須進入巖體開挖面進行檢測，落石等會威脅生命安全。其次，傳統方法檢測效率低，較高位置難以精確探測。最后，施工人員存在消極工作，數據不準確的情況，數據匯總階段人工操作也會產生錯誤。因此，盡管巖體工作面蘊含信息量巨大，長期以來現場工程師卻大多只能依據其經驗來為施工安全及參數判斷提供服務。而經驗豐富程度有限與人力資源不足等原因往往導致等級判斷失誤，最終造成各類不良后果?，F研究者廣泛采用地質羅盤及素描獲取圍巖數據，這些傳統方法具有效率低、較高位置難以精確探測等不可忽視的缺點，且存在施工人員消極工作以至于數據不準確的情況，數據匯總階段人工操作也會產生錯誤。而采用地質雷達檢測的成本高、周期長，且施工人員必須進入開挖面進行檢測，落石等會威脅其生命安全?；诖?，亟需探尋一種更簡便、精確的方法來分析巖體節理。當前，攝影測量能極大地緩解現場樣本獲取難題，隨著自動化地提取節理裂隙定量化信息計算的提升，數字攝影方法不斷被應用。

因此，亟需一種更充分的融合已有節理裂隙圖像統計信息的方法來進行巖體破碎程度分類。

發明內容

本發明的目的是提供一種巖體破碎程度分類方法、系統、電子設備及介質，以提高對巖體破碎程度分類的準確性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種巖體破碎程度分類方法，包括：

獲取待分類巖體的表觀圖像；

對所述表觀圖像進行處理，確定巖體結構面的跡線特征；所述跡線特征包括跡線長度、跡線傾角、跡線密度、跡線強度、跡線間距和表觀巖石質量指標；

對所述跡線特征進行歸一化處理，得到處理后的跡線特征；

將所述處理后的跡線特征，輸入至巖體破碎程度分類模型，得到所述待分類巖體的巖體破碎程度；所述巖體破碎程度為未破碎、一級破碎、二級破碎、三級破碎或四級破碎；

其中，所述巖體破碎程度分類模型是基于K-折交叉驗證算法，以巖體表觀圖像的跡線特征為輸入，以與所述巖體表觀圖像對應的巖體破碎程度為輸出對初始隨機森林模型進行訓練，利用超參數優化算法對訓練后的隨機森林模型的超參數進行優化得到的。

可選地，對所述表觀圖像進行處理，確定巖體結構面的跡線特征，具體包括：