危岩体表面变形监测及稳定性分析

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1、分类号:P2310710-2015126047硕士学位论文危岩体表面变形监测及稳定性分析朱海雄导师姓名职称隋立春教授申请学位类别工学硕士学科专业名称摄影测量与遥感论文提交日期2018年5月1日论文答辩日期2018年6月3日学位授予单位长安大学SurfaceDeformationMonitoringandStabilityAnalysisofDangerousRockAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhuHaixiongSupervisor：Prof.SuiLichunC

2、hang’anUniversity,Xi’an,China摘要受人类活动和气候因素的影响，崩塌、滑坡等地质灾害频繁发生，对人类生命财产造成巨大威胁。传统的单点变形监测方法获取数据量有限，监测结果具有局限性。三维激光扫描技术能够以非接触的方式高效获取研究对象表面高精度点云数据，将该技术应用到高边坡地质危岩体稳定性分析中，根据监测结果掌握其变化规律，在一定程度上对崩塌灾害的预警和治理具有重要意义。本文以重庆鸡冠岭危岩体为研究对象，主要研究内容如下：（1）研究了基于八叉树的海量点云数据空间组织管理方法，根据八叉树编码原理建立点云的八叉

3、树空间索引，实现点云数据k邻近点的快速查找。（2）通过matlab模拟平面点云实验，研究了基于法向量的点云比较算法用于危岩体变形监测的可行性，并进行危岩体整体变形监测实验，将实验结果与基于Geomagic建模的方法进行了比较分析。（3）研究了危岩体表面线状特征提取方法，并将线状特征提取用于危岩体表面稳定性分析与变形监测。选取包含线状特征的小区域点云，通过比较危岩体表面特征点和提取横向断裂线的方式探索局部区域岩体的变形规律。（4）基于CloudCompare软件平台，采用C++编程语言，实现了基于法向量的点云比较算法，开发了基于曲

4、率的点云谷脊线提取插件，通过二维变形图直观反映谷脊线上的变形趋势。关键词：三维激光扫描技术，危岩体，点云，八叉树索引，变形监测，特征提取iAbstractDuetohumanactivitiesandclimaticfactors,geologicaldisasterssuchascollapseandlandslidesfrequentlyoccur,whichposeagreatthreattohumanlifeandproperty.Thetraditionalsingle-pointdeformationmonitori

5、ngmethodacquireslimiteddataandthemonitoringresultsarelimited.The3Dlaserscanningtechnologycanacquirehigh-precisionpointclouddataoftheresearchobjectinanon-contactmannerandapplythistechniquetotheanalysisofthestabilityofhigh-slopegeologicdangerousrockmasses,itisimportant

6、tograspthelawofchangeaccordingtothemonitoringresults,andtoacertainextent,tothewarningandtreatmentofthecollapsehazards.ThisarticletakesChongqingJiguanlingdangerousrockastheresearchobject,themainresearchcontentsareasfollows:(1)Thespatialorganizationandmanagementmethodo

7、fmassivepointclouddataisstudied,andtheoctreeindexofthepointcloudisestablishedaccordingtotheoctreecodingprinciple,andthekneighboringpointsofthepointclouddatacanbefoundquickly.(2)Throughthematlabsimulationplanepointcloudexperiment,thefeasibilityofthepointcloudcompariso

8、nalgorithmbasedonthenormalvectorforthemonitoringofthedangerousrockmassdeformationisstudied,andthewholedeformationmonitoringexperime