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基于改进Swin Transformer与多模型融合的结构面几何参数解析方法
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作者 林鹏 夏覃永 +2 位作者 孙鸿强 彭鑫 王明年 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第1期159-170,共12页
为解决在隧道开挖及施工过程中掌子面岩体结构面几何参数判识存在人工判读主观性强、效率低等问题,利用计算机视觉技术实现结构面判识与几何参数解析。首先,通过改进神经网络模型实现掌子面轮廓和结构面分割;然后,通过2种集成学习方法对... 为解决在隧道开挖及施工过程中掌子面岩体结构面几何参数判识存在人工判读主观性强、效率低等问题,利用计算机视觉技术实现结构面判识与几何参数解析。首先,通过改进神经网络模型实现掌子面轮廓和结构面分割;然后,通过2种集成学习方法对5个结构面分割模型进行融合;最后,利用图像处理技术解析得到掌子面岩体的结构面条数、组数和平均间距等几何参数。结果表明:1)采用U^(2)-Net语义分割模型实现轮廓面分割任务,模型的评价指标精确率p、召回率r、f1分数分别为0.929、0.926、0.928;2)采用5个以SwinTransformer模型为框架改进的基模型实现结构面分割,其中,SwinT-Upernet基模型的交并比(I_(IoU))和平均交并比(M_(IoU))分别达到了66.95%和81.72%,Resnet50-Upernet基模型的平均像素准确率(M_(Acc))达到了88.33%;3)加权平均法集成的结构面组数解析准确率达到了82.9%,结构面平均间距解析相对误差为16.15%。 展开更多
关键词 隧道工程 结构面几何参数 深度学习 岩体结构 掌子图像
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三维激光扫描技术在岩体结构面几何参数获取中的应用 被引量:14
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作者 陈凯 杨小聪 +2 位作者 张达 张弛 庞帆 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2021年第8期128-133,共6页
岩体结构面几何参数传统获取方法是使用地质罗盘和直尺进行现场获取,但是存在效率低、难度大等问题,为了有效地解决该问题,引入三维激光扫描技术到岩体结构面几何参数获取中,大幅提高了岩体结构面几何参数获取的效率。为了验证该技术的... 岩体结构面几何参数传统获取方法是使用地质罗盘和直尺进行现场获取,但是存在效率低、难度大等问题,为了有效地解决该问题,引入三维激光扫描技术到岩体结构面几何参数获取中,大幅提高了岩体结构面几何参数获取的效率。为了验证该技术的有效性,选择国内某矿山边坡进行现场扫描,对扫描获取的点云数据进行预处理后,利用结构面识别和分组方法,快速地提取了岩体结构面并统计了结构面的倾向、倾角、迹长等信息,为后续边坡稳定性计算提供了有效的结构面几何参数。 展开更多
关键词 结构面几何参数 三维激光扫描技术 点云数据 矿山边坡
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三维激光扫描在隧洞围岩结构信息获取中的应用研究 被引量:2
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作者 张浩 卿黎 +3 位作者 邱士利 寇永渊 郭赟林 夏胜衍 《黄金科学技术》 CSCD 2023年第2期313-322,共10页
针对接触式测量方法无法满足深部高陡岩体结构信息采集的要求,以金川二矿+650 m水平卸载站硐室掌子面为研究对象,采用三维激光扫描仪获取其表面点云数据集,并对点云数据进行处理提取岩体结构信息参数,并利用校核算法与地质测量结果验证... 针对接触式测量方法无法满足深部高陡岩体结构信息采集的要求,以金川二矿+650 m水平卸载站硐室掌子面为研究对象,采用三维激光扫描仪获取其表面点云数据集,并对点云数据进行处理提取岩体结构信息参数,并利用校核算法与地质测量结果验证数据的可靠性。结果表明:(1)通过对高精度获取的扫描数据进行快速处理,在控制点已知和未知的情况下,均可获取结构面的产状信息,降低了人员获取结构面信息的危险性;(2)利用最小二乘法计算产状、近似平行结构面组间距算法计算间距,以及将实测结构面产状与提取出来的结构面信息做差比较,可知倾向和倾角误差均在±6°范围以内,间距误差在±0.03 m以内,验证了提取数据的可靠性;(3)在金川二矿+650 m卸载站硐室掌子面结构面产状等信息的提取中应用了本文方法,有效识别了结构面产状信息。该项研究工作不仅避免了危险性,而且提高了精度与效率。 展开更多
关键词 岩体掌子 三维激光扫描技术 结构面几何参数 深部隧道 控制点 非接触式测量
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ShapeMetrix3D系统在甲玛矿工程地质调查中的应用 被引量:7
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作者 曹俊 陈国良 +1 位作者 万串串 于世波 《中国矿业》 北大核心 2018年第B06期320-326,共7页
针对目前岩体结构面信息获取,尤其在高原矿山上,主要是以人工现场接触测量为主,劳动强度大、效率低下的现状,借助先进的ShapeMetrix3D三维数字摄影测量系统,对甲玛矿4420m、4440m、4460m、4465m及4490m五个分段的巷道岩体结构面进行摄... 针对目前岩体结构面信息获取,尤其在高原矿山上,主要是以人工现场接触测量为主,劳动强度大、效率低下的现状,借助先进的ShapeMetrix3D三维数字摄影测量系统,对甲玛矿4420m、4440m、4460m、4465m及4490m五个分段的巷道岩体结构面进行摄影测量,对获取到的结构面参数进行分组、分析,得到结构面几何特征参数的详细数据,并对其进行数理统计计算、分析,拟合出结构面各种几何信息的概率分布模型。通过选取典型测点进行结构面扫描分析,统计得到各分段各岩性结构面优势产状分布规律、所有分段各岩性结构面优势产状分布规律,结果表明:甲玛矿整体上岩体节理状态中等,个别中等偏下,其中,4465m分段最好,4440m、4460m分段次之,4420m、4490m分段最差。本文通过对甲玛矿地下巷道进行结构面几何参数统计,为甲玛矿下一步岩体稳定性分析等工作提供定量依据。 展开更多
关键词 ShapeMetrix3D系统 数字摄影 工程地质调查 结构面几何参数 优势产状
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