平面产状提取方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及地质研究技术领域，尤其涉及一种岩体平面产状提取方法和系统。
【背景技术】
[0002] 传统的罗盘测量结构面产状的方法，早已不能满足地质研究人员的需要。这里的 产状是指结构面的走向、倾向和倾角。
[0003] 请参照图1，倾斜岩层的结构面与任意水平面的交线称为走向线。走向线指示的地 理方位（与地理北极沿顺时针方向的夹角）叫走向。走向线有无数条平行线，但走向只有 两个，且相差180°。
[0004] 倾向与走向线垂直向岩层下倾方向引出的射线称为倾斜线，倾斜线在水平面上的 投影线指示的地理方位称倾向。倾向与走向相差90°或270°，但岩层的倾向确定后，走向 就可以确定，岩层的走向确定后，倾向不一定确定。
[0005] 倾角，倾斜线与其在水平面上之投影线的夹角（图1中的α )，亦称真倾角。
[0006] 罗盘测量效率低，而且由于野外的恶劣环境（悬崖陡壁、结构面未出露，结构面情 况复杂）导致很多结构面无法测量产状。更重要的是，测量出的结构面，无法通过大量的数 据进行纠正，准确率低。
[0007] 因此，发明人在对现有的研究方法进行潜心研究的基础上提供一种测量效率高、 准确度高的平面产状提取方法和系统。
【发明内容】
[0008] 本申请实施例提供一种测量效率高、准确度高的平面产状提取方法和系统，具体 的，一种平面产状提取方法，包括以下步骤：
[0009] 获取结构面数据；
[0010] 根据结构面数据拟合待选面；
[0011] 判断待选面与结构面的差异；
[0012] 当待选面与结构面的差异在设定范围内时，计算待选面的产状。
[0013] 本申请实施例还提供一种平面产状提取系统，包括：
[0014] 测量装置，用于获取结构面数据；
[0015] 处理装置，用于根据结构面数据拟合待选面；
[0016] 分析装置，用于：
[0017] 判断待选面与结构面的差异；
[0018] 当待选面与结构面的差异在设定范围内时，计算待选面的产状。
[0019] 本申请实施例提供的平面产状提取方法和系统，至少具有如下有益效果：
[0020] 本申请实施例提供的平面产状提取方法和系统，根据获取的结构面数据，判断待 选面与结构面的差异，从而可以利用大量数据对计算出的结构面进行修正，从而测量效率 高、准确度高。
【附图说明】
[0021] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申 请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0022] 图1为岩体产状结构示意图。
[0023] 图2为本申请实施例提供的平面产状提取方法的流程图。
[0024] 图3为本申请实施例提供的平面产状提取系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为了解决现有的研究方法测量岩体平面产状效率低、准确度低的技术问题，本申 请实施例提供的平面产状提取方法和系统，根据获取的结构面数据，判断拟合待选面与结 构面的差异，从而可以利用大量数据对计算出的结构面进行修正，从而测量效率高、准确度 商。
[0026] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及 相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一 部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0027] 图2为本申请实施例提供的平面产状提取方法的流程图，具体包括以下步骤：
[0028] SlOO :获取结构面数据。
[0029] 本步骤用于获取岩体结构面的数据，为计算机数据建模提供基础。这些数据包括 岩体的坐标、颜色值。岩体的坐标用于为岩体的形状分布提供参考。岩体的颜色值用于为 岩体的成分分析提供参考。
[0030] S200 :根据结构面数据拟合待选面。
[0031] 本步骤中，利用上面采集的数据利用计算机建立岩体的模型。建立岩体模型后，可 以在室内对岩体的结构进行研究，降低了岩体平面产状研究的劳动强度。
[0032] S300 :判断待选面与结构面的差异。
[0033] 在本步骤中，根据待选面与结构面的差异，来判断待选面是否符合要求。
[0034] S400 :当待选面与结构面的差异在设定范围内时，计算待选面的产状。
[0035] 在本步骤中，当待选面与结构面的差异，在设定范围内时，选定该待选面，并计算 待选面的产状，将产状作为结构面的参数。
[0036] 本申请实施例提供的平面产状提取方法，根据获取的结构面数据，判断待选面与 结构面的差异，从而可以利用大量数据对计算出的结构面进行修正，从而测量效率高、准确 度高。
[0037] 进一步的，获取结构面数据，具体包括：
[0038] 通过激光、声波或影像获取结构面数据。
[0039] 通过激光扫描仪、声呐、摄影设备获取岩体的三维数据。激光扫描仪或声呐可以快 速测量出岩体的三维数据，提高采集数据的效率，而且更加精确。
[0040] 进一步的，根据结构面数据拟合待选面，具体包括：
[0041] 根据结构面的粗糙度等距选取若干点，根据所述点数据拟合待选面；或
[0042] 逐点选取若干点，根据所述点数据拟合待选面。
[0043] 这里的结构面粗糙度的判断可以完全通过计算机来执行，也可以人机交互操作。
[0044] 当完全依靠计算机来进行时，程序内设置粗糙度阈值，当结构面粗糙度大于粗糙 度阈值，则逐点选取若干点，根据所述点数据拟合待选面。这样，因为逐点选取点，所以拟合 得到的待选面精确度高。
[0045] 而当结构面的粗糙度在粗糙度阈值范围内时，则等距选取若干点，根据所述点数 据拟合待选面。这样，选取若干离散的点拟合待选面，计算效率高。
[0046] 而通过人机交互操作，则根据岩体模型由人工决定何种选取点的方式。
[0047] 岩体模型根据岩体成分划分区域后可以直观地观察岩体模型，提高该方法的分析 效率、并且仿真度高、用户体验好。
[0048] 进一步的，根据结构面数据拟合待选面，采用最小二乘理论进行求解，还包括：
[0049] 根据至少三点数据计算空间平面方程AX+BY+CZ+1 = 0中A、B、C的值。空间平面 的方程通常可以用AX+BY+CZ+1 = 0中来表示，
[0050] 当有N个点时，要拟合的平面可以表示成以下矩阵形式：
【主权项】
1. 一种平面产状提取方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取结构面数据； 根据结构面数据拟合待选面； 判断待选面与结构面的差异； 当待选面与结构面的差异在设定范围内时，计算待选面的产状。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据结构面数据拟合待选面，具体包括： 根据结构面的粗糙度等距选取若干点，根据所述点数据拟合待选面；或 逐点选取若干点，根据所述点数据拟合待选面。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据结构面数据拟合待选面，还包括： 根据至少三点数据计算空间平面方程AX+BY+CZ+1 =O中A、B、C的值。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据结构面数据拟合待选面，还包括： 根据K-MEANS算法计算待选面的中间面。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，判断待选面与结构面的差异，还包括： 根据操作指令，选定中间面或放弃中间面。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，当待选面与结构面的差异在设定范围内时， 计算待选面的产状，还包括： 当选定中间面时，根据公式计算中间的走向、倾向、倾角。
7. -种平面产状提取系统，其特征在于，包括： 测量装置，用于获取结构面数据； 处理装置，用于根据结构面数据拟合待选面； 分析装置，用于： 判断待选面与结构面的差异； 当待选面与结构面的差异在设定范围内时，计算待选面的产状。
8. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述处理装置，用于根据结构面数据拟合待 选面，具体用于： 根据结构面的粗糙度等距选取若干点，根据所述点数据拟合待选面；或 逐点选取若干点，根据所述点数据拟合待选面。
9. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述处理装置，用于根据结构面数据拟合待 选面，还用于： 根据至少三点数据计算空间平面方程AX+BY+CZ+1 =O中A、B、C的值，根据K-MEANS算 法计算待选面的中间面。
10. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述分析装置，用于判断待选面与结构面 的差异，还用于： 根据操作指令，选定中间面或放弃中间面； 当选定中间面时，根据公式计算中间的产状、走向、倾向。
【专利摘要】本申请公开了一种平面产状提取方法，包括以下步骤：获取结构面数据；根据结构面数据拟合待选面；判断待选面与结构面的差异；当待选面与结构面的差异在设定范围内时，计算待选面的产状。根据获取的结构面数据，判断待选面与结构面的差异，从而可以利用大量数据对计算出的结构面进行修正，从而测量效率高、准确度高。
【IPC分类】G01B11-00, G06T17-00, G01B11-26, G06T7-00
【公开号】CN104700406
【申请号】CN201510106356
【发明人】曹婷, 肖安成, 孙霖, 张旭东, 赵海锋
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月11日