基于三维点云的结构面产状获取方法研究

• 作者: 冯文凯 曾唯恐 程柯力 易小宇 焦隆新
• 来源期刊: 长江科学院院报
• 关键词: 结构面产状 三维点云数据 平面拟合 最小二乘法 主成分分析法 Python程序
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 岩土工程|ROCK-SOIL ENGINEERING
• 页码范围: 128-132,140
• 页数: 6页
• 分类号: P642
• 语种: 中文
• DOI: 10.11988/ckyyb.20200680

摘要

为快速从地质结构面三维点云数据中提取产状信息,基于Python程序设计语言,编程实现了一套自动拟合平面并计算结构面产状的算法.首先,介绍了最小二乘法和主成分分析法2种算法原理和求解平面方程思路;其次,利用Python语言分别设计实现了上述算法,并引入奇异值分解帮助求解主成分向量,给出了关键代码和程序流程;最后,对2种算法进行对比和误差分析,并将平面方程转换为产状信息.将该方法应用于国际公开试验数据,人工截取指定结构面产状,计算结果平均值与实际值相比<1°,最大不超过2°;无监督聚类分割生成的不规则结构面产状计算结果平均值与实际值相比<4°,最大不超过8°,且主成分分析法误差更小.结果表明,该方法精确度高,使用简便,满足工程实际需要.