三維空間影像技術(shù)在公路巖質(zhì)高邊坡地質(zhì)調(diào)繪中的應(yīng)用

喻邦江,董秀軍

(1.貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴陽 550001；2.成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059)

三維空間影像技術(shù)在公路巖質(zhì)高邊坡地質(zhì)調(diào)繪中的應(yīng)用

喻邦江1,董秀軍2

(1.貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴陽 550001；2.成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059)

通過三維激光掃描技術(shù)獲取公路巖質(zhì)高邊坡巖體的結(jié)構(gòu)面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，采用C++開發(fā)編程得到插件程序?qū)Y(jié)構(gòu)面進(jìn)行自動(dòng)識別，最終得到邊坡巖體結(jié)構(gòu)面地質(zhì)圖，為巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析提供詳實(shí)的地質(zhì)資料，保證了邊坡治理的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人工工程地質(zhì)調(diào)繪時(shí)間周期長、精度低等不足，有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

三維空間影像技術(shù)；巖質(zhì)高邊坡；結(jié)構(gòu)面；穩(wěn)定性分析

1 前言

山區(qū)修筑高速公路，由于地形條件復(fù)雜，為減少隧道工程，降低工程造價(jià)，不可避免對坡體進(jìn)行切腳開挖，特別對于坡體出露中厚層狀硬質(zhì)巖體，巖層產(chǎn)出傾向坡體或近水平時(shí)，建設(shè)中常出現(xiàn)高陡的人工巖質(zhì)邊坡，動(dòng)輒五六十米高，甚至最高達(dá)到近180 m。人工邊坡開挖后，大部分雖然坡體整體穩(wěn)定，但由于坡體受結(jié)構(gòu)面切割和開挖爆破的影響，坡面不可避免出現(xiàn)大量鍥形體破壞的松動(dòng)巖體，現(xiàn)場如何準(zhǔn)確確定坡面鍥形體破壞塊體的位置和通過結(jié)構(gòu)面調(diào)查分析出鍥形體的破壞模式是巖土工程師面臨的難題。對于復(fù)雜施工場地、高陡邊坡等條件下結(jié)構(gòu)面調(diào)查往往易出現(xiàn)測量精度低、工作效率差、調(diào)查人員安全難以保障等難題。地質(zhì)工程師通常只能采用地質(zhì)羅盤現(xiàn)場對結(jié)構(gòu)面進(jìn)行量測以點(diǎn)帶面對坡體進(jìn)行鍥形體破壞分析，坡面松動(dòng)巖體通過肉眼觀察，對松動(dòng)危巖體進(jìn)行清除。由于人工工程地質(zhì)調(diào)查的現(xiàn)實(shí)局限性，導(dǎo)致邊坡防護(hù)的治理方案為安全起見保守地進(jìn)行全坡面加固防護(hù)，缺乏應(yīng)有的針對性。有時(shí)也會(huì)遺漏大型的鍥形體破壞塊體導(dǎo)致遺留較大的安全隱患。

本文以實(shí)際邊坡工程為背景，采用三維空間影像技術(shù)，對開挖的巖質(zhì)高邊坡進(jìn)行工程地質(zhì)調(diào)繪，得出邊坡坡面的結(jié)構(gòu)面的空間分布情況和松動(dòng)塊體的具體位置和大小，為邊坡加固防護(hù)提供詳盡準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料，保證了邊坡治理的安全和經(jīng)濟(jì)性。

2 巖體結(jié)構(gòu)面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的識別方法

三維影像技術(shù)主要通過無人機(jī)航拍和三維激光掃描技術(shù)目標(biāo)對象表面的三維形態(tài)，通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理提取目標(biāo)對象的矢量化三維空間形態(tài)信息。三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)“刻畫”客觀世界物體空間特征，其是帶有灰度信息(或彩色信息)的海量點(diǎn)三維坐標(biāo)，而巖體結(jié)構(gòu)本身就是復(fù)雜的空間物體，如何準(zhǔn)確的在復(fù)雜地質(zhì)體中識別這個(gè)“面”，并準(zhǔn)確獲取這個(gè)面的宏觀產(chǎn)狀就成為一個(gè)重要而且基礎(chǔ)的問題。巖體結(jié)構(gòu)面的外在表現(xiàn)形式錯(cuò)綜復(fù)雜，往往還受到風(fēng)化、開挖等因素的后期改造，這給巖體結(jié)構(gòu)面的識別、提取造成很大困難。根據(jù)三維空間影像技術(shù)特點(diǎn)，在點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的巖體結(jié)構(gòu)面識別一般采用幾何形態(tài)和色彩信息進(jìn)行識別。

2.1 結(jié)構(gòu)面幾何形態(tài)判識方法

三維空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)或者模型網(wǎng)格數(shù)據(jù)，都能夠反映結(jié)構(gòu)面的幾何形態(tài)，但是反映的真實(shí)情況要與點(diǎn)云數(shù)據(jù)質(zhì)量、采樣點(diǎn)密度、精度都有很大的關(guān)系。除了三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)本身有關(guān)之外，還與結(jié)構(gòu)面出露的形態(tài)也有很大的關(guān)系，根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)面的出露幾何特征進(jìn)行判識。對于幾何特征上表現(xiàn)為一個(gè)規(guī)整的平面，可直接進(jìn)行判識，如圖1所示；對于云數(shù)據(jù)中幾何特征不明顯、出露跡線規(guī)模一般較小、結(jié)構(gòu)面閉合、產(chǎn)狀有一定變化，地表出露的“面”較小或沒有的結(jié)構(gòu)面采用類比判識，如圖2所示；對于結(jié)構(gòu)面不是很發(fā)育，成組出現(xiàn)的特性也不是很明顯，同組結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀差異也比較大，規(guī)模相對較小時(shí)采用推理判識；當(dāng)坡體出露工程地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查判斷建立結(jié)構(gòu)面的判別標(biāo)志，現(xiàn)場對結(jié)構(gòu)面進(jìn)行分組。

圖1 三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)中直接判識結(jié)構(gòu)面

圖2 類比判識結(jié)構(gòu)面

2.2 結(jié)構(gòu)面色彩信息判識

通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)彩色信息、灰度信息識別巖體結(jié)構(gòu)面。三維空間影像的點(diǎn)云數(shù)據(jù)不僅包含掃描物體表面的點(diǎn)坐標(biāo)信息，同時(shí)包含有灰度或者彩色信息。點(diǎn)云灰度信息是由掃描物體反射激光強(qiáng)度所決定的，而點(diǎn)云彩色信息是由數(shù)碼相機(jī)獲取的。這些色彩信息可以幫助我們對巖體結(jié)構(gòu)面進(jìn)行更為準(zhǔn)確的識別。圖3中，點(diǎn)云數(shù)據(jù)具有彩色信息，在彩色的三維空間影像中，具有與真實(shí)場景相近的色彩，有著較為真實(shí)的光線陰影關(guān)系，仿佛置身于實(shí)物現(xiàn)場，這些色彩信息很大程度上可以幫助我們提高識別的精度與速度。

圖3 彩色點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的結(jié)構(gòu)面識別

3 巖體結(jié)構(gòu)面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的提取方法

巖體結(jié)構(gòu)面是沿空間展布具有一定起伏度的“面”，在一定空間范圍內(nèi)可以將其看作是一個(gè)平面。利用平面的幾何特征描述表達(dá)結(jié)構(gòu)面的空間展布規(guī)律，由此在三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)中通過對出露的結(jié)構(gòu)面信息采用平面進(jìn)行擬合，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)面的識別與提取，并由平面方程參數(shù)計(jì)算獲得結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀信息。結(jié)構(gòu)面的提取方法總結(jié)起來可以包括3種：人工手動(dòng)操作的結(jié)構(gòu)面識別；人工干預(yù)的半自動(dòng)結(jié)構(gòu)面識別；結(jié)構(gòu)面的自動(dòng)識別。

3.1 人工手動(dòng)操作的結(jié)構(gòu)面識別

地質(zhì)結(jié)構(gòu)面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)中有著較為明確的影像特征，由此確定該結(jié)構(gòu)面上的3個(gè)不在同一直線上的坐標(biāo)點(diǎn)，由三點(diǎn)坐標(biāo)就能建立一個(gè)平面方程，通過人工對巖體結(jié)構(gòu)面認(rèn)知的前提下，采用幾何平面表征地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的空間形態(tài)。通過人工利用空間特征選擇這些行跡當(dāng)中“不在一條直線”上的3個(gè)點(diǎn)便可完成結(jié)構(gòu)面的識別。在復(fù)雜的巖體結(jié)構(gòu)中，往往由于結(jié)構(gòu)面的粗糙起伏和地形后期改造影響，3個(gè)點(diǎn)在結(jié)構(gòu)面不同位置的選擇會(huì)形成有一定參數(shù)差異的平面方程。因此，點(diǎn)云數(shù)據(jù)中選取3個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，應(yīng)注意點(diǎn)的位置要具有空間代表性，選擇結(jié)構(gòu)面出露明顯且產(chǎn)狀穩(wěn)定的位置。另外，利用生成平面的空間影像特征，檢驗(yàn)與結(jié)構(gòu)面的擬合程度，觀察是否具有宏觀上的空間代表性。圖4中展現(xiàn)了一個(gè)典型的結(jié)構(gòu)面出露形態(tài)，其結(jié)構(gòu)面傾角較小，在坡表僅出露一跡線，很難找到一個(gè)完整的光面，由此對于此類結(jié)構(gòu)面的識別中，應(yīng)抓住其地形特征，盡量利用空間的轉(zhuǎn)折部位，選擇明確的跡線邊界進(jìn)行結(jié)構(gòu)面的“三點(diǎn)”識別。

圖4 “三點(diǎn)法”擬合提取巖體結(jié)構(gòu)面

在有完整光面出露情況下，三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)中形態(tài)清楚明顯，利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)中結(jié)構(gòu)面出露面上的所有點(diǎn)(或者大部分點(diǎn))來擬合一平面。多點(diǎn)擬合識別結(jié)構(gòu)面，不僅表達(dá)的是宏觀上結(jié)構(gòu)面的總體分布趨勢，而且克服了地質(zhì)羅盤單點(diǎn)測產(chǎn)狀而存在的誤差。這種方法特別適合調(diào)查一些控制性的、有一定起伏的結(jié)構(gòu)面，綜合給定其空間分布特征。如圖5所示，三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)中選擇特征明顯的出露光面，盡可能多的選擇點(diǎn)云數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)具有代表性、起伏度小、分布范圍最廣，由選取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成一擬合平面。多點(diǎn)擬合生成結(jié)構(gòu)面能夠得出綜合的結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀，比單點(diǎn)位置的傳統(tǒng)羅盤測量更具有代表性。

圖5 “多點(diǎn)法”擬合提取巖體結(jié)構(gòu)面

3.2 人工干預(yù)的半自動(dòng)結(jié)構(gòu)面識別方法

所謂的人工干預(yù)半自動(dòng)結(jié)構(gòu)面識別，指的是在結(jié)構(gòu)面識別過程中人為指定一定的搜索范圍和參數(shù)，然后由計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行自動(dòng)查找，從而生成擬合平面的方法。以徠卡掃描儀為例，其在三維處理軟件在Cyclone中，就提供了平面搜索生成工具。通過后軟件程序搜索獲得結(jié)構(gòu)面平面(如圖6、7)，搜索過程中根據(jù)結(jié)果可以不斷調(diào)整搜索半徑等參數(shù)，直到獲取理想的數(shù)據(jù)結(jié)果。這種方法，結(jié)構(gòu)面的提取準(zhǔn)確性較高，是在人工識別結(jié)構(gòu)面的前提下，有針對性的選擇巖體結(jié)構(gòu)面點(diǎn)云數(shù)據(jù)中代表性的點(diǎn)，然后人為指定搜索半徑，計(jì)算機(jī)自動(dòng)查找在指定點(diǎn)空間內(nèi)最優(yōu)的擬合平面方程，從而確定結(jié)構(gòu)面擬合生成的平面。

圖6 選取結(jié)構(gòu)面上的點(diǎn)

圖7 搜索結(jié)構(gòu)面

3.3 結(jié)構(gòu)面的自動(dòng)識別

結(jié)構(gòu)面的識別客觀的講具有一定的人為因素，同一個(gè)巖體邊坡不同的地質(zhì)調(diào)查人員對于巖體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識并不會(huì)完全相同，這與專業(yè)知識、主觀感受等因素有關(guān)。但這樣的結(jié)果對于科學(xué)研究而言并不是期望看到的。那么巖體結(jié)構(gòu)可以利用三維空間影像技術(shù)對其幾何特征進(jìn)行表達(dá)和存儲，而且?guī)r體結(jié)構(gòu)面是具有一定幾何規(guī)律的，那么通過數(shù)學(xué)的方法采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成結(jié)構(gòu)面的識別和提取。采用C++開發(fā)編程得到插件程序?qū)Y(jié)構(gòu)面進(jìn)行自動(dòng)識別，假設(shè)要處理的點(diǎn)云數(shù)據(jù)是無結(jié)構(gòu)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，也就是點(diǎn)云數(shù)據(jù)上的點(diǎn)是沒有相應(yīng)的法向量信息(大部分的點(diǎn)云數(shù)據(jù)都是無結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，既使有，通過拼接處理等過程，法向量也會(huì)丟失)。

(1) 進(jìn)行點(diǎn)云法向量估算。法向量估算的過程是，程序自動(dòng)選擇點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的種子點(diǎn)，通過搜索周圍的一定數(shù)量的點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行擬合平面處理。對于搜索周圍一定數(shù)量的點(diǎn)常用的有兩種方法，一個(gè)是KNN算法(K nearest neighbors)，另一個(gè)是FDN(Fixed Distance neighbors)算法，因?yàn)镕DN算法是跟點(diǎn)云的間距、密度有關(guān)，為了避免不同掃描間距的數(shù)據(jù)需要設(shè)定搜索距離問題，采用的KNN算法，就是搜索選定點(diǎn)最短距離的周圍K點(diǎn)進(jìn)行平面擬合。

(2) 根據(jù)平面擬合進(jìn)行法向量估計(jì)算法，每個(gè)點(diǎn)除了有個(gè)平面外，還有生成這個(gè)平面的殘差。這個(gè)殘差值大小我們可以用來判斷點(diǎn)云是否是連續(xù)的一個(gè)面。殘差值大的話可能周圍有很多噪音點(diǎn)，可能這個(gè)點(diǎn)處于物體邊緣，也可能表明這些點(diǎn)云彎曲度大不能用一個(gè)平面所表達(dá)。

3.4 結(jié)構(gòu)面空間出露跡線提取方法

對于結(jié)構(gòu)面與坡面投影平面大角度相交，出露形式是線狀的，可以直接利用Polyline(多義線)進(jìn)行擬合提取，而對于角度相交的結(jié)構(gòu)面，則需要判斷投影平面與結(jié)構(gòu)面交線位置確定結(jié)構(gòu)面跡線。對于三維激光掃描設(shè)備而言，獲取的彩色點(diǎn)云數(shù)據(jù)是利用數(shù)碼照片的彩色像素點(diǎn)與點(diǎn)坐標(biāo)信息進(jìn)行擬合，然后對點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行識別。在數(shù)碼照片上利用不同顏色的線條，在數(shù)碼照片上勾畫短小結(jié)構(gòu)面位置(不同顏色的線條代表不同分組的結(jié)構(gòu)面)，并將這些線條信息保存到照片中，然后通過這個(gè)照片與對應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)相耦合，這樣獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中彩色信息就顯示了我們之前在照片中所做的結(jié)構(gòu)面跡線信息(圖8)，這樣在點(diǎn)云數(shù)據(jù)中我們就可以輕松的識別結(jié)構(gòu)面的跡線位置。

圖8 點(diǎn)云與帶有勾畫結(jié)構(gòu)面信息的照片耦合

4 高邊坡巖體結(jié)構(gòu)快速地質(zhì)編錄方法

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性受結(jié)構(gòu)控制，采用結(jié)構(gòu)面間距、完整性系數(shù)、單位面積裂隙條數(shù)和總長等指標(biāo)，表征巖體被結(jié)構(gòu)面切割下的損傷的情況。以一定面積范圍內(nèi)所有結(jié)構(gòu)面空間特征信息，利用結(jié)構(gòu)面間距、單位面積總跡長等參數(shù)指標(biāo)來定量評價(jià)巖體的結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)真實(shí)、完整，是最為可信的研究手段。傳統(tǒng)的工程地質(zhì)調(diào)繪采用羅盤、皮尺的現(xiàn)場量測獲取結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀信息，邊坡開挖后，現(xiàn)場大面積量測結(jié)構(gòu)面信息工作量大，同時(shí)考慮工作人員的安全，全面量測基本不可能實(shí)現(xiàn)，通常采用通過局部點(diǎn)的結(jié)構(gòu)量測代替整個(gè)坡面結(jié)構(gòu)面形態(tài)，獲得的地質(zhì)信息相對粗略，將可能都在由于地質(zhì)信息的不準(zhǔn)確性而誤判邊坡的穩(wěn)定性。采用三維空間影像技術(shù)對公路巖質(zhì)高邊坡進(jìn)行地質(zhì)調(diào)繪，對結(jié)構(gòu)面進(jìn)行地質(zhì)編錄，可以大大減少現(xiàn)場工作量，將大量的野外工作轉(zhuǎn)變?yōu)槭覂?nèi)計(jì)算機(jī)三維場景中的結(jié)構(gòu)面識別與提取，利用傳統(tǒng)的調(diào)查方法獲取有用的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)三維空間影像技術(shù)獲取公路巖質(zhì)高邊坡地質(zhì)信息。

以高速公路實(shí)際開挖高的邊坡為工點(diǎn)，采用三維激光掃描對邊坡巖體進(jìn)行工程地質(zhì)調(diào)繪。該邊坡最大開挖高度55 m，邊坡長650 m，邊坡面積達(dá)45 000 m2，邊坡上部出露薄至中厚層狀白云巖、泥質(zhì)白云巖，原設(shè)計(jì)邊坡按1∶0.5～1∶0.75進(jìn)行開挖，每級邊坡高10 m，采用主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)。邊坡開挖揭示，差異風(fēng)化明顯，邊坡上部強(qiáng)風(fēng)化層巖體極破碎，下部中風(fēng)化層邊坡巖體破碎，邊坡開挖揭示地質(zhì)情況如圖9所示。為快速獲取邊坡巖體的破碎情況和結(jié)構(gòu)面分布情況，邊坡巖體結(jié)構(gòu)面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)由三維激光掃描儀ScanStation2獲取完成。為能最大程度的表達(dá)巖體的細(xì)節(jié)信息，同時(shí)兼顧現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集時(shí)間最終確定采樣點(diǎn)間距為4 mm。為避免因巖體結(jié)構(gòu)面凹凸不平而產(chǎn)生點(diǎn)云數(shù)據(jù)缺失，故在開挖平臺處兩端交叉掃描，點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接疊加后三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)完整，基本無數(shù)據(jù)遺失，后期數(shù)據(jù)預(yù)處理中對空中粉塵等噪音點(diǎn)進(jìn)行剔除。

圖9 邊坡上部開挖揭示的地質(zhì)情況

開挖面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)與彩色信息進(jìn)行耦合匹配，Ⅲ、Ⅳ級結(jié)構(gòu)面相對明顯簡單，易于識別。由于Ⅴ延伸度較小、硬性接觸同時(shí)隨機(jī)斷續(xù)分布的特點(diǎn)，因此不易在三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)中識別提取。采用空間多義線來描述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)中結(jié)構(gòu)面出露跡線，結(jié)構(gòu)面平整出露條件較好時(shí)，三維點(diǎn)云影像數(shù)據(jù)可直接識別，效果見圖10所示。

圖10 邊坡上部解譯結(jié)構(gòu)面跡線空間位置

另利用數(shù)碼相片標(biāo)記結(jié)構(gòu)面位置，與三維點(diǎn)云耦合匹配，再對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)面的識別與提取，從而得到了帶有彩色信息標(biāo)記的結(jié)構(gòu)面點(diǎn)云信息(圖11)。

圖11 邊坡上部標(biāo)記了結(jié)構(gòu)面的照片與點(diǎn)云數(shù)據(jù)耦合

通過三維激光掃描，獲取坡面結(jié)構(gòu)面的云數(shù)據(jù)，根據(jù)結(jié)構(gòu)面空間展布形態(tài)，得到結(jié)構(gòu)面的法向矢量，采用結(jié)構(gòu)面計(jì)算軟件得到結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀。根據(jù)軟件獲得的結(jié)構(gòu)面出露跡線位置和分組產(chǎn)狀，采用AutoCAD進(jìn)行生成邊坡巖體結(jié)構(gòu)面地質(zhì)圖(圖12)。

圖12 點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成的邊坡巖體結(jié)構(gòu)面地質(zhì)圖

邊坡下部開挖情況如圖13所示，根據(jù)三維激光掃描獲得的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)解譯獲得如圖13、圖14的結(jié)構(gòu)面分布圖。

圖13 邊坡下部揭示的地質(zhì)情況

圖14 點(diǎn)云圖像結(jié)構(gòu)面解譯圖和坡體結(jié)構(gòu)面素描圖

(Auto CAD)

根據(jù)獲取的現(xiàn)場邊坡詳盡的結(jié)構(gòu)面分布數(shù)據(jù)，對坡體的完整程度、巖體質(zhì)量等級、邊坡類型進(jìn)行分級分類。通過走向節(jié)理玫瑰花圖分析獲得傾向發(fā)育的優(yōu)勢方位、傾角的發(fā)育的范圍，通過赤平投影對坡體穩(wěn)定性進(jìn)行分析。結(jié)合現(xiàn)場對結(jié)構(gòu)面的粗糙程度、張開度、充填度及充填物、結(jié)構(gòu)面充填物膠結(jié)的程度、地下水狀況等地質(zhì)內(nèi)容，綜合對邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行定性定量計(jì)算分析，對巖體破碎，可能發(fā)生邊坡鍥形體破壞的坡面采用錨索框架、系統(tǒng)錨桿進(jìn)行加固，完整性較好的坡面采用主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)。

5 結(jié)論

(1) 三維空間影像技術(shù)運(yùn)用于邊坡巖體地質(zhì)調(diào)繪中，由于該方法快速、不受地形限制等優(yōu)點(diǎn)，能解決傳統(tǒng)人工地質(zhì)調(diào)繪費(fèi)時(shí)費(fèi)力而精度不高，甚至由于坡面陡峻由于地質(zhì)人員無法進(jìn)行調(diào)繪情況。成為傳統(tǒng)工程地質(zhì)調(diào)繪的有力補(bǔ)充。

(2) 三維空間影像技術(shù)獲取的邊坡巖體結(jié)構(gòu)面精度高的特點(diǎn)，為邊坡提供詳實(shí)的基礎(chǔ)資料，有利于邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算準(zhǔn)確性，保證了邊坡治理方案的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

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THREE-DIMENSIONAL IMAGING TECHNOLOGY IN THE APPLICATION OF HIGHWAY ROCKY SLOPE GEOLOGICAL ANNOTATION

YU Bang-jiang1, DONG xiu-jun2

1.Gui Zhou Communication Planning and Prospecting Design Academy,Guiyang 550001，China; 2.National Key Laboratory of Geo-Hazard Prevention and Geo-environment Protection of Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China)

By 3D laser scanning technology for highway rock high slope rock mass structural plane three-dimensional point cloud data, using C + + development programming to get the plug-in automatic identification of structural plane, the resulting surface geological map, the slope rock mass structure for rock slope stability analysis provides detailed geological data, ensure the reliability of slope management and economy, make up for the traditional artificial engineering geology annotation time cycle is long, low precision, has the very strong practical significance.

Three-dimensional imaging technology;High rock slope;structural surface;stability analysis

1006-4362(2017)02-0078-06

2017-01-24 改回日期： 2017-03-19

貴州省交通廳科技項(xiàng)目資助(編號：2015-121-025)

P642；TU457

A

喻邦江(1981- )，漢族，男，貴州遵義人，高級工程師，從事巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、研究工作。E-mail:83080765@qq.com