本技术涉及光谱分析，具体涉及一种型钢混凝土结构节点施工质量无损检测方法。
背景技术：
1、型钢混凝土结构俗称钢骨混凝土结构，是以型钢为骨架并在型钢周围配置钢筋和浇筑混凝土的埋入式组合结构体系，由于型钢混凝土的内部型钢与外包混凝土形成整体，共同受力，其受力性能优于这两种结构的简单叠加，型钢混凝土结构凭借其强度高、延性好、以及防火和耐腐蚀性能好的优势，在超高层项目中得到日益广泛的应用。结构节点在型钢混凝土结构中承担着重要的作用，它们是整个结构的关键部分，结构节点的缺陷可能导致结构的减弱或者失稳，进而影响整个建筑物的安全性，通过对型钢混凝土结构节点的施工质量进行无损检测，可以及时发现并修复潜在的安全隐患，保障型钢混凝土结构的安全可靠运行。
2、型钢混凝土结构的节点构造十分复杂，节点处型钢、钢筋密度大且互相交错穿插，可能存在多种类型的缺陷，如裂缝、腐蚀、松动、错位等，导致难以对型钢混凝土结构节点的施工质量进行检测。
3、综上所述，本发明通过采集型钢混凝土结构光谱数据，分析型钢混凝土结构区域以及每个像元邻域中像元光谱相似度构建型钢混凝土结构融合系数，筛选近边离群点，根据其光谱数据构建结构节点变异系数；结合结构骨架线附近的近边离群点构建结构节点性能优异指数，从而对型钢混凝土结构节点的施工质量进行划分。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种型钢混凝土结构节点施工质量无损检测方法，以解决现有的问题。
2、本发明的一种型钢混凝土结构节点施工质量无损检测方法采用如下技术方案：
3、本发明一个实施例提供了一种型钢混凝土结构节点施工质量无损检测方法，该方法包括以下步骤：
4、采集型钢混凝土结构的各像元的近红外光谱数据，包括各像元在各波段的反射率；
5、将近红外光谱数据进行真彩色合成得到的图像数据作为伪彩色图像；通过图像分割得到伪彩色图像的型钢混凝土结构区域；通过角点检测得到型钢混凝土结构区域中各角点，作为型钢混凝土结构节点；根据各像元及邻域中光谱差异得到各像元的型钢混凝土结构融合系数；将型钢混凝土结构融合系数小于预设相似阈值的像元作为近边离群像元；根据各近边离群像元与各型钢混凝土结构节点的距离差异得到型钢混凝土结构节点的结构关键像元，获取型钢混凝土结构节点的结构反射关键矩阵；根据结构反射关键矩阵及型钢混凝土结构融合系数得到型钢混凝土结构节点的结构节点变异系数；根据各型钢混凝土结构节点之间的近边离群点的型钢混凝土结构融合系数得到结构骨架线的骨架变异系数；根据结构节点变异系数及骨架变异系数得到结构节点性能优异指数；
6、根据结构节点性能优异指数判断型钢混凝土结构节点的施工质量。
7、优选的，所述根据各像元及邻域中光谱差异得到各像元的型钢混凝土结构融合系数，具体包括：
8、通过光谱角度制图算法获取型钢混凝土区域中各像元的光谱之间的相似度；根据型钢混凝土结构区域中像元的光谱之间的相似度得到型钢混凝土结构反射均匀系数，根据各像元邻域中像元的光谱之间的相似度得到各像元的局部结构反射均匀系数；
9、计算各像元的局部结构反射均匀系数与型钢混凝土结构反射均匀系数的比值；计算以自然常数为底数、以所述比值的相反数为指数的指数函数的计算结果；计算1与所述计算结果的差值；将所述差值与各像元的局部结构反射均匀系数的乘积作为各像元的型钢混凝土结构融合系数。
10、优选的，所述根据型钢混凝土结构区域中像元的光谱之间的相似度得到型钢混凝土结构反射均匀系数，根据各像元邻域中像元的光谱之间的相似度得到各像元的局部结构反射均匀系数具体包括：
11、获取型钢混凝土结构区域中任意两个像元的光谱之间的相似度；将所有所述相似度的平均值作为型钢混凝土结构反射均匀系数；
12、获取像元邻域内中心像元与其他各像元的光谱之间的相似度；将邻域内所有所述相似度的均值作为像元的局部结构反射均匀系数。
13、优选的，所述根据各近边离群像元与各型钢混凝土结构节点的距离差异得到型钢混凝土结构节点的结构关键像元，获取型钢混凝土结构节点的结构反射关键矩阵，具体为：
14、对于各型钢混凝土结构节点，计算各近边离群像元与型钢混凝土结构节点之间的欧氏距离；将欧氏距离小于预设影响距离的近边离群像元作为型钢混凝土结构节点的结构关键像元；
15、将型钢混凝土结构节点的第个结构关键像元的第个波段的反射率作为第行第列的元素，将所有所述元素组成的矩阵作为型钢混凝土结构节点的结构反射关键矩阵。
16、优选的，所述根据结构反射关键矩阵及型钢混凝土结构融合系数得到型钢混凝土结构节点的结构节点变异系数，具体包括：
17、根据结构反射关键矩阵得到型钢混凝土结构节点的扩展矩阵及标准结构节点的第一矩阵，获取扩展矩阵及第一矩阵的左、右奇异矩阵；
18、计算各型钢混凝土结构节点的扩展矩阵与标准结构节点的第一矩阵之间的左奇异矩阵的曼哈顿距离及右奇异矩阵的曼哈顿距离，分别记为第一、第二曼哈顿距离；将第一、第二曼哈顿距离的和值作为各型钢混凝土结构节点的反射变异系数；计算各型钢混凝土结构节点的所有结构关键像元的型钢混凝土结构融合系数均值，记为第一均值；计算以自然常数为底数、以第一均值的相反数为指数的指数函数的计算结果；计算各型钢混凝土结构节点的所述计算结果与反射变异系数的乘积作为型钢混凝土结构节点的结构节点变异系数。
19、优选的，所述根据结构反射关键矩阵得到型钢混凝土结构节点的扩展矩阵及标准结构节点的第一矩阵，获取扩展矩阵及第一矩阵的左、右奇异矩阵，具体为：
20、统计各型钢混凝土结构节点的结构关键像元的数量；将所述数量的最小值对应的型钢混凝土结构节点作为标准结构节点；通过零填充法统一所有结构反射关键矩阵的大小，将统一大小后的结构反射关键矩阵记为扩展矩阵；在标准结构节点的扩展矩阵中将零填充的元素值通过所有扩展矩阵中对应位置上元素的平均值替换，将替换后的扩展矩阵记为第一矩阵；通过奇异值分解算法获取扩展矩阵及第一矩阵的左、右奇异矩阵。
21、优选的，所述根据各型钢混凝土结构节点之间的近边离群点的型钢混凝土结构融合系数得到结构骨架线的骨架变异系数，具体包括：
22、将任意两个型钢混凝土结构节点之间连线作为结构骨架线；将结构骨架线邻域内近边离群像元作为骨架关键像元；计算1与骨架关键像元的型钢混凝土结构融合系数采差值；将结构骨架线的所有所述差值的和值作为结构骨架线的骨架变异系数。
23、优选的，所述结构骨架线邻域为结构骨架线上所有像元的邻域所占区域。
24、优选的，所述根据结构节点变异系数及骨架变异系数得到结构节点性能优异指数，具体包括：
25、将所有型钢混凝土结构节点的结构节点变异系数组成的序列作为节点变异序列；将所有结构骨架线的骨架变异系数组成的序列作为骨架变异序列；将节点变异序列和骨架变异序列之间的皮尔逊相关系数作为结构节点风险因子；
26、计算所有型钢混凝土结构节点的结构节点变异系数的均值；将结构节点风险因子与所述均值的乘积的相反数作为结构节点性能优异指数。
27、优选的，所述根据结构节点性能优异指数判断型钢混凝土结构节点的施工质量，具体为：
28、若结构节点性能优异指数小于预设合格阈值，则型钢混凝土结构节点的施工质量不合格；若结构节点性能优异指数大于等于预设合格阈值且小于预设良好阈值，则型钢混凝土结构节点的施工质量合格；若结构节点性能优异指数大于等于预设良好阈值，则型钢混凝土结构节点的施工质量良好。
29、本发明至少具有如下有益效果：
30、本发明通过采集型钢混凝土结构光谱数据，划分型钢混凝土结构区域，得到型钢混凝土结构节点，构建型钢混凝土结构融合系数，判定近边离群像元，后续仅对近边离群像元进行分析，提高了对型钢混凝土结构节点施工质量进行无损检测的效率，解决了近红外光谱数据包含大量信息导致检测效率低下的问题；构建结构反射关键矩阵，计算结构节点变异系数和骨架变异系数，确定结构节点风险因子，结合所有型钢混凝土结构节点的结构节点变异系数，综合考虑型钢混凝土结构节点自身的缺陷程度以及对型钢混凝土结构节点之间区域的影响，得到结构节点性能优异指数，用以衡量型钢混凝土结构节点的性能，提高了对型钢混凝土结构节点性能评估的可靠性；根据结构节点性能优异指数，将型钢混凝土结构节点的施工质量划分为不合格、合格和良好三个等级，解决了型钢混凝土结构节点构造复杂、缺陷类型复杂，导致难以对型钢混凝土结构节点施工质量进行检测的问题。