使用现代三维成像技术进行岩体不连续分析(Split-FX数据集)

1 引言

花了将近4个小时创建了Split-FX数据集，有170多篇文章，包括杂志论文、会议论文、研究报告、硕士学位和博士学位论文，几乎包含了自从Split-FX诞生以来所有使用它进行的研究工作(2005-2022)。

2 Split-FX简介

Split-FX软件用于处理来自激光雷达扫描(LIDAR)和摄影测量(photogrammetry)的三维点云数据，快速生成有关详细信息，从而进行岩体场地特征分析。可以用Split-FX软件自动处理现场测绘的结果，从而得到关于岩体的三维信息，包括断裂方向的立体图以及断裂尺寸和粗糙度估计的分布，比人工测量更快更准确地描述一个现场的断裂特征。Split-FX可以完成如下工作：

(1) 确定单元测绘和岩石爆破前的条件，包括原位块体尺寸和节理间距。

(2) 进行边坡不稳定的横断面分析，岩石滚落模拟和精确的重量测量。

(3) 岩石滚落和地面运动变化检测。

传统的岩石特征分析需要人在岩壁上进行测量，而使用LIDAR可以在离岩壁很远的地方进行自动测量，出于安全考虑，有时人员不能在岩壁上开展测量工作，使用LIDAR可以远程进行岩体特征分析。Split-FX可以在短时间内分析数千条岩石裂缝，而使用传统技术只能特征化少数裂缝。此外，Split-FX通过自动收集和处理岩体数据，消除了人的测量偏差。主要功能如下：

(1) 查看和编辑点云，查看数字图像，创建三角网格，注册点云，创建三维光绘图像，并进行距离、面积和体积的点云测量。

(2) 自动划定岩石断裂面，确定其产状和其它断裂属性，还可以对断裂进行编辑、删除、手动添加，并以各种方式进行可视化。

(3) 根据点云上的迹线或垂挂的相片确定断裂方向 ，这对分析断裂面被遮挡或裂缝表面不明显的情况非常有用。

(4) 绘制极点的赤平投影图和等高线，插入节理组并计算节理组的统计数据，这个功能类似于Dips。

(5) 为各种岩土工程应用创建横断面，包括岩石沿边坡面的滚落轨迹，爆炸量计算以及以及确定断裂面的粗糙度JRC。

(6) 测量断裂长度、间距和块体尺寸。

(7) 输出点云、网格、断裂、迹线和横断面到CAD, 边坡稳定性和其它类型的程序。

3 软件测试

启动软件后，使用File > Open 打开一个*.fx文件，fx格式是Split-FX自己的文件格式。此外也可以打开其它类型的文件，如下图所示。

文件打开后，会产生一个类似项目数的结构，包括导入的4张照片以及点云数据，右击数据名称ouray1，在出现的菜单中点击Display，即在图形区域内显示出点云数据，如下图所示。默认状态下，图形区的背景颜色是黑的，可以通过工具栏中的颜色工具(倒数第2个)修改。

Split-FX最重要的两个概念和操作是Mesh和Patch，Mesh采用2D网格技术对表面进行三角化，Patch用于对网格的聚类，以后将详细讨论。下左图所示的是现场照片，右图所示的是导入到Split-FX的点云数据。

4 结束语

显然，Split-FX不是唯一能进行岩体不连续分析的软件，其它具有类似功能的软件有：ShapeMetrix 3D，Sirovision，Coltop-3D，3DM Analyst，CloudCompare 等，包括开源的分析工具

转自：“Ai尚研修科研技术动态”微信公众号

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