本申请涉及地质调查的,尤其是涉及一种基于高精度实景三维模型的岩层真厚度测量方法。
背景技术:
1、实测地层剖面是基础地质调查的重要工作之一,是地层对比划分、沉积相及古地理等地层沉积学研究工作的重要基础。
2、实测地层剖面柱状图的绘制涉及岩层真厚度计算问题,目前实测地层剖面岩层真厚度计算主要采用列昂托夫斯基提出的真厚度计算公式。使用上述真厚度公式计算岩层真厚度需要野外采集导线方位、坡角、岩层产状等较多数据,野外工作量较大。且数据采集受人为读数和仪器误差影响较大,需要较多技术人员现场配合进行数据采集,难以将主要精力用于野外地质现象观察和描述上。且在高陡坡地段无法准确采集相关数据。同时这些数据又是采用列昂托夫斯基公式计算岩层真厚度的重要参数,在应用这些数据计算真厚度过程中会出现“0值”和“负值”的情况,受数据采集精度的影响,岩层真厚度的计算结果往往与实际存在一定的偏差。
技术实现思路
1、为了提高岩层真厚度测量的工作效率,降低野外地质工作的难度,并进一步提升岩层真厚度的测量精度,本申请提供了一种基于高精度实景三维模型的岩层真厚度测量方法。
2、本申请提供的一种基于高精度实景三维模型的岩层真厚度测量方法,包括:
3、建立岩层剖面的高精度实景三维模型,以获取岩层第m层层面上任意不共线的空间坐标点a(x1,y1,z1)、空间坐标点b(x2,y2,z2)、空间坐标点c(x3,y3,z3)、以及岩层第n层层面上任意一个空间坐标点a’(x′,y′,z′);
4、基于空间坐标点a(x1,y1,z1)、空间坐标点b(x2,y2,z2)、空间坐标点c(x3,y3,z3)计算岩层第m层层面的平面法向量;
5、基于岩层第m层层面的平面法向量和第m层层面上的任意一点建立岩层第m层层面的平面方程;
6、基于岩层第m层层面的平面方程和空间坐标点a’(x′,y′,z′)计算岩层第n层层面任一点到第m层层面之间的距离,第n层层面上任一点到第m层层面之间的距离即为岩层的真厚度。
7、可选地,所述基于空间坐标点a(x1,y1,z1)、空间坐标点b(x2,y2,z2)、空间坐标点c(x3,y3,z3)计算岩层第m层层面上的平面法向量包括:
8、利用三个空间坐标点a、b、c的坐标计算岩层第m层层面的平面法向量:
9、向量
10、向量
11、其中,向量代表从空间坐标点a(x1,y1,z1)到空间坐标点b(x2,y2,z2)的有向线段,向量代表从空间坐标点a(x1,y1,z1)到空间坐标点c(x3,y3,z3)的有向线段;
12、平面法向量为其中:
13、i=(y2-y1)(z3-z1)-(z2-z1)(y3-y1)
14、j=(z2-z1)(x3-x1)-(x2-x1)(z3-z1)
15、k=(x2-x1)(y3-y1)-(y2-y1)(x3-x1)
16、其中,平面法向量代表与岩层第m层层面垂直的向量,i,j,k代表空间坐标系中沿坐标轴的三个分量。
17、可选地,所述基于岩层第m层层面的平面法向量建立岩层第m层层面的平面方程包括:
18、利用岩层第m层层面的平面法向量和三个空间坐标点a、b、c任意一点的坐标建立第m层层面的平面方程,具体地:
19、ix+jy+kz-(ix1+jy1+kz1)=0
20、可选地,所述基于岩层第m层层面的平面方程和空间坐标点a’(x′,y′,z′)计算岩层第n层层面任一点到第m层层面之间的距离,得到岩层第m层到第n层的真厚度d:
21、
22、综上所述,本申请至少包括以下有益技术效果:
23、1.应用高精度实景三维模型,能在室内准确的计算出实测地层剖面柱状图绘制所需要的重要参数——岩层真厚度,该参数的获取只需要进行简单的空间几何计算即可完成,一方面减少了传统方法人为读数和仪器误差对计算结果的影响,同时提升了岩层真厚度的测量精度。
24、2.应用高精度实景三维模型,能够减少大量的野外测量工作,大幅缩减了剖面测量所需技术人员数量,从而提升工作效率,能够将技术人员主要精力集中于剖面分层及地质现象观察和描述上。
25、3.将传统地质测量方法、无人机高精度实景三维建模技术和空间几何数学计算方法相结合,提出了岩层真厚度计算的通用方法,方法原理简单,计算结果更贴近野外实际情况。
1.一种基于高精度实景三维模型的岩层真厚度测量方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的一种基于高精度实景三维模型的岩层真厚度测量方法,其特征在于,所述基于空间坐标点a(x1,y1,z1)、空间坐标点b(x2,y2,z2)、空间坐标点c(x3,y3,z3)计算岩层第m层层面上的平面法向量包括:
3.如权利要求2所述的一种基于高精度实景三维模型的岩层真厚度测量方法,其特征在于,所述基于岩层第m层层面的平面法向量建立岩层第m层层面的平面方程包括:
4.如权利要求3所述的一种基于高精度实景三维模型的岩层真厚度测量方法,其特征在于,基于岩层第m层层面的平面方程和空间坐标点a’(x′,y′,z′)计算岩层第n层层面任一点到第m层层面之间的距离,得到岩层第m层到第n层的真厚度d: