边坡稳定性分析方法与流程

本发明涉及边坡稳定性分析，更具体地涉及一种边坡稳定性分析方法。

背景技术：

1、近年来，由于边坡破坏导致的塔基失稳事件时有发生。传统的边坡稳定性数值分析方式主要有两类，一类是基于二维边坡模型分析其稳定性，这类方式在分析边坡模型时，以二维模型替代三维模型，其建模难度、计算量都显著减小，但是其对现实环境的模拟效果也将大打折扣，边坡滑坡往往是一个由点到线再面的发展过程，二维边坡上的点无法精准替代三维空间上的点，过于简化边坡结构，因此基于二维边坡模型的稳定性分析方法其结果可信度存疑，对实际三维场景下的边坡稳定性参考价值较小；另一类是基于高精度数据采集手段得到的精细边坡模型，这类模型是对现实环境的高精度复刻，突出了整个边坡环境的各种细节。因此，基于此类模型得到的边坡稳定性分析结果也将更加贴近于现实，可信度很高，然而，这类模型往往面临建模难度高、计算量大且易无法收敛的问题，严重制约了边坡稳定性分析的效率。这两种方式均不利于基于数值分析法的边坡稳定性研究的开展。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供了一种在保证分析精度的同时提高效率的边坡稳定性分析方法。

2、本发明提供了一种边坡稳定性分析方法，包括：采集边坡环境的点云数据；将点云数据转换为一组边坡轮廓线；利用一组边坡轮廓线构建一组边坡模型，对一组边坡模型进行稳定性分析。

3、根据本发明的实施例，将点云数据转换为一组边坡轮廓线，包括：将点云数据在三维坐标系内配准；三维坐标系的y轴位于边坡环境的水平面且平行于边坡环境的延伸方向，三维坐标系的x轴位于水平面且垂直于y轴，三维坐标系的z轴垂直于水平面；利用多个虚拟平面与点云数据的交点，得到对应的多个初始轮廓线；其中，虚拟平面为平行于y轴且垂直于水平面；从多个初始轮廓线中选取一条基准轮廓线，根据基准轮廓线规整多个初始轮廓线；筛选多个初始轮廓线，得到一组边坡轮廓线。

4、根据本发明的实施例，根据基准轮廓线规整多个初始轮廓线，包括：对初始轮廓线使用插值法，根据基准轮廓线上的每一点，获取初始轮廓线上对应的每一点的z轴坐标；其中，对应的每一点的y轴坐标与基准轮廓线上对应的点一致。

5、根据本发明的实施例，筛选多个初始轮廓线，包括：将第一条初始轮廓线作为当前轮廓线，将当前轮廓线记为边坡轮廓线，检测是否存在下一轮廓线；若否，则完成多个初始轮廓线的筛选；若是，则检测当前轮廓线上的所有点的z轴坐标和下一轮廓线上的所有点的z轴坐标之间的均方误差是否大于预设阈值；若是，则将下一轮廓线作为当前轮廓线，执行将当前轮廓线记为边坡轮廓线；若否，则将下一轮廓线删除，执行检测是否存在下一轮廓线。

6、根据本发明的实施例，对一组边坡模型进行稳定性分析之后，还包括：执行多次采集边坡环境的点云数据，将点云数据转换为一组边坡轮廓线，利用一组边坡轮廓线构建一组边坡模型，对一组边坡模型进行稳定性分析；提取在多次分析中稳定性系数低于预设阈值的边坡模型作为边坡稳定性分析的重点模型。

7、本发明的第二方面提供了一种边坡稳定性分析装置，配置为能够用于实现上述的边坡稳定性分析方法，包括：数据采集模块，用于采集边坡环境的点云数据；轮廓线获取模块，用于将点云数据转换为一组边坡轮廓线；分析模块，用于利用一组边坡轮廓线构建一组边坡模型，对一组边坡模型进行稳定性分析。

8、本发明的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述边坡稳定性分析方法。

9、本发明的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述边坡稳定性分析方法。

10、根据本发明提供的边坡稳定性分析方法，通过将三维的点云数据进行分段整合处理，转换为一组二维的边坡轮廓线数据，将完整的三维边坡稳定性分析问题，转化为多组二维边坡稳定性分析问题，由于保留了三维边坡模型的数据精度的同时采用二维边坡模型分析，因此，至少部分的解决了二维模型精度低、三维模型计算难度高的技术问题，实现了降低了建模难度与计算量，提高了边坡稳定性分析效率的技术效果。

技术特征：

1.一种边坡稳定性分析方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述点云数据转换为一组边坡轮廓线，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述根据所述基准轮廓线规整所述多个初始轮廓线，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述筛选所述多个初始轮廓线，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述一组边坡模型进行稳定性分析之后，还包括：

6.一种边坡稳定性分析装置，其特征在于，配置为能够用于实现权利要求1～5任一项所述的边坡稳定性分析方法，包括：

7.一种电子设备，包括：

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行根据权利要求1～5中任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种边坡稳定性分析方法，其特征在于，包括：采集边坡环境的点云数据；将所述点云数据转换为一组边坡轮廓线；利用所述一组边坡轮廓线构建一组边坡模型，对所述一组边坡模型进行稳定性分析。本发明通过由三维数据转换二维的一组边坡轮廓线，在保证稳定性分析质量的同时提高了稳定性分析的效率。本发明还提供了一种边坡稳定性分析装置、设备及存储介质。

技术研发人员：杨世强,李小来,王伟东,李泽家,冯心巍,高北晨,吴宇鑫,金哲,苏毅,翁永春,姚俊,何相奎,马立,沈彪,胡军峰
受保护的技术使用者：国网湖北省电力有限公司超高压公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17