CN114485586A - 一种基于三维激光扫描技术的地质编录方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于三维激光扫描技术的地质编录方法。现有地质编录方法是利用皮尺、罗盘进行地质测绘，工作效率低，精度低，易受地形影响，且存在安全隐患。本发明通过现场调绘，记录、统计并分析对象岩体的结构面分布规律；选择最佳设站位置，开展研究对象的三维激光扫描工作；获取研究对象表面点云数据及图像，单点精度为毫米级精度，结合现场地质测绘工作，开展地质编录工作。本发明利用三维激光扫描技术，即可获得地质体表面点云数据与图像，确定地质要素信息，提高了地质编录效率及测绘精度；通用性较强，解决了地质编录工作受地形、空间条件等制约的问题。

Description

一种基于三维激光扫描技术的地质编录方法

技术领域

本发明属于地质编录技术领域，具体涉及一种基于三维激光扫描技术的地质编录方法。

背景技术

在铁路工程地质勘探及调绘过程中，地质编录工作尤为重要，它是运用文字、图表、素描等方式详细记录露头或开挖岩体的各项特征的基本手段。在以往工作中，地质编录方法是利用皮尺、罗盘进行实地地质测绘，并进行现场勾绘结构面出露特征，工作效率低，精度低；另外，对于高陡边坡岩体地质编录，传统工作方法易受地形影响，实地地质测绘具有很大难度，且存在较大的安全隐患。

近年来，三维激光扫描技术凭借着其高效率、高精度、非接触工作方式特点，在测绘、(隧道、大坝)变形监测、工厂数字化及古建筑保护中均已广泛应用。为此，本文将充分利用该项技术的优势，应用于地质编录工作中，以弥补现有技术的不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于三维激光扫描技术的地质编录方法，解决了传统地质编录工作量大、效率低、精度低的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于三维激光扫描技术的地质编录方法，包括如下步骤：

步骤一：现场调绘，记录、统计并分析对象岩体的结构面分布规律；

步骤二：选择最佳设站位置，开展研究对象的三维激光扫描工作；

步骤三：获取研究对象表面点云数据及图像，单点精度为毫米级精度，结合现场地质测绘工作，开展地质编录工作。

具体地，所述步骤一包括：

1.1根据不同研究对象，确定研究对象的研究目的；

1.2依据研究对象的研究目的，现场调绘，记录、统计并分析对象岩体的结构面分布规律。

具体地，所述步骤二包括：

2.1根据研究对象现场地形条件，选择距离、角度、光线条件适宜的位置进行初步扫描；

2.2根据1.2中调绘成果，核查、验证初步扫描结果，若存在典型的结构面未能成功扫描或效果不理想，则应重新调整架站位置，继续扫描。

具体地，所述步骤三包括：

3.1对研究对象进行三维激光扫描，获取表面点云数据及图像；

3.2依据所述表面点云数据及图像，获取研究对象典型结构面信息；

3.3结合现场地质测绘，进行地质编录工作。

本发明的有益效果：

1)本发明通过非接触工作模式，利用三维激光扫描技术，即可获得地质体表面点云数据与图像，确定地质要素信息，相较于传统工作方法，提高了地质编录效率及测绘精度；

2)本发明通用性较强，适用于开挖与非开挖地质体的地质编录，解决了地质编录工作受地形、空间条件等制约的问题。

附图说明

图1为本发明操作流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明利用三维激光扫描技术，获取地质体表面点云数据，最后结合现场工作进行详细编录、统计与分析，达到地质编录目的。

如图1所示，本发明具体包括如下步骤：

步骤一：现场调绘，记录、统计并分析对象岩体的结构面分布规律，并对较为明显的结构面作重点标记，以此作为参照，具体包括：

1.1根据不同研究对象，确定研究对象的研究目的；

1.2确定对象的研究目的后，如边坡岩体或勘探平硐洞壁主要卸荷节理、构造节理发育特征，或开挖探槽需要探明的主地裂缝的位置等，现场调绘，记录、统计并分析对象岩体节理的空间组合关系、张开度、延伸长度及方位、产状等结构面发育规律。

边坡岩体，指自然裸露岩质边坡；卸荷节理，指岩石因上覆负荷的释放或减小而产生的张节理，是常见的非构造节理。

步骤二：选择最佳设站位置，开展研究对象的三维激光扫描工作，具体包括：

2.1根据研究对象现场地形条件，选择距离、角度、光线条件适宜的位置进行初步扫描；

2.2根据1.2中调绘成果，核查、验证初步扫描结果，若存在典型的结构面未能成功扫描或效果不理想，则应重新调整架站位置，继续扫描。

步骤三：获取研究对象表面点云数据及图像，结合现场地质测绘工作，开展地质编录工作，具体包括：

3.1对研究对象进行三维激光扫描，获取表面点云数据及图像，其中点云数据包含三维坐标(X，Y，Z)数据及RGB颜色信息；

3.2依据表面点云数据及图像，获取研究对象各级结构面的相对位置、组合关系、延伸长度、张开度、间距、产状等地质要素信息；

3.3结合现场地质测绘，进行详细地质编录工作。

实施例：

本实施例的流程图参考图1，实施步骤如下：

步骤一：

1)本发明采用Leica ScanStation P40站式三维激光扫描设备，扫描速率高达1,000,000点/秒，扫描距离可达270米，满足结构面扫描任务需求，点云精度高(距离精度1.2mm+10ppm)；

2)确定的扫描对象为自然裸露边坡岩体，通过现场调绘，记录、统计并分析边坡岩体主要节理的相对位置、组合关系、张开度、延伸长度、间距、产状(走向、倾向、倾角)等结构面发育规律。

步骤二：

1)扫描前，地质技术人员进行研究对象的现场踏勘，根据现场地形条件，选择距离、角度、光线条件适宜的位置进行初步扫描；

2)根据1.2中调绘成果，核查、验证初步扫描结果，若存在典型的结构面未能成功扫描或效果不理想，则应重新调整架站位置。

步骤三：

1)确定最佳设站位置后，开展现场三维激光扫描，获取边坡岩体结构面的三维坐标(X，Y，Z)数据及RGB颜色信息。

2)依据获取的表面点云数据及图像，提取边坡岩体的结构面空间位置、延伸长度、张开度、间距及产状(倾向、倾角、走向)等重要信息。

3)结合现场调绘成果，对提取的边坡岩体结构面地质要素信息，作进一步补充、完善，综合开展详细的地质编录。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种基于三维激光扫描技术的地质编录方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：现场调绘，记录、统计并分析对象岩体的结构面分布规律；

步骤二：选择最佳设站位置，开展研究对象的三维激光扫描工作；

步骤三：获取研究对象表面点云数据及图像，单点精度为毫米级精度，结合现场地质测绘工作，开展地质编录工作。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维激光扫描技术的地质编录方法，其特征在于：所述步骤一包括：

1.1根据不同研究对象，确定研究对象的研究目的；

1.2依据研究对象的研究目的，现场调绘，记录、统计并分析对象岩体的结构面分布规律。

3.根据权利要求2所述的一种基于三维激光扫描技术的地质编录方法，其特征在于：所述步骤二包括：

2.1根据研究对象现场地形条件，选择距离、角度、光线条件适宜的位置进行初步扫描；

2.2根据1.2中调绘成果，核查、验证初步扫描结果，若存在典型的结构面未能成功扫描或效果不理想，则应重新调整架站位置，继续扫描。

4.根据权利要求3所述的一种基于三维激光扫描技术的地质编录方法，其特征在于：所述步骤三包括：

3.1对研究对象进行三维激光扫描，获取表面点云数据及图像；

3.2依据所述表面点云数据及图像，获取研究对象典型结构面信息；

3.3结合现场地质测绘，进行地质编录工作。

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