【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及工程勘察，具體涉及一種地質雷達二維探測數據的三維可視化方法及系統。
技術介紹
1、公路鐵路隧道開挖常面臨著一些復雜并難以探測的地質構造和異常情況，探地雷達(也稱地質雷達)是解決這類問題的一個重要方法，它具有快速、無損、高分辨率等優點，在多個工勘領域得到了廣泛應用。
2、目前在隧道超前地質預報中應用的探地雷達設備主要以美國gssi公司的sir系列、加拿大ssi公司的ekko系列等為主。地質雷達勘探基本都是應用二維技術，二維勘探具有快速、便捷及不影響施工作業等特性，能檢測到襯砌內不良病害的存在及定位，但對不良病害的的形狀、大小、空間形態難以提供更為準確的信息；儀器廠商配套軟件鮮有二維雷達數據的可視化功能，即便有三維可視化功能，其顯示效果也較為單一，不能滿足探測結果的多維度顯示。由于探測結果顯示單一，不夠形象，不能全方位多維度的進行展示，勢必造成有效信號不夠突出形象，從而給雷達資料的處理和解釋帶來了困難，極易造成錯誤解釋。
3、目前在公路和橋梁等淺層探測領域，探地雷達二維探測也是較為主流的方法。但如上所述，由于儀器廠商配套軟件鮮有二維雷達數據的可視化功能，即便有三維可視化功能，其顯示效果較為單一，不能滿足探測結果的多維度顯示。因此，在工程勘察領域，如何進行地質雷達二維探測數據的三維可視化是亟須解決的問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種地質雷達二維探測數據的三維可視化方法及系統，基于基于c++和matlab實現地質雷達二維探測數據的三維
2、為了達到上述目的，本專利技術所采用的技術方案為：
3、地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，所述方法包括以下步驟：
4、對地質雷達的二維探測數據進行解析，得到二維探測數據的頭文件以及原始數據；
5、將空間中多個測線的二維探測數據映射到三維空間模型中，獲得原始三維數據；
6、利用三角剖分算法對原始三維數據進行插值運算；
7、設計顯示模型，對插值運算后的三維數據進行多維度三維顯示。
8、進一步地，對地質雷達的二維探測數據進行解析，得到二維探測數據的頭文件以及原始數據，包括：
9、根據地質雷達的二維探測數據說明文件，得到二維探測數據對應二進制數據文件的頭文件和掃描文件格式；
10、根據掃描文件格式讀取二進制數據文件，獲取頭文件中的數據偏移距、采樣點數、數據長度、掃描速度、采樣時窗和通道個數，并獲得二維探測數據的原始數據。
11、進一步地，將空間中多個測線的二維探測數據原始數據映射到三維空間模型中，獲得原始三維數據，包括：
12、根據地質雷達的實際采集測線建立直平行六面體的三維空間模型，三維空間模型包含所有的測線；
13、根據二維探測數據的頭文件以及原始數據，針對二維探測數據的掃描數、采樣點數依次讀取形成二維數據剖面；
14、根據測線的長度和位置將每條側線上的掃描投影到xy水平面上并得到每條掃描的坐標，然后將每個掃描的采樣點投影到時間軸上，最后將每條掃描的x坐標、y坐標、時間坐標以及振幅組成四維數組，用來存儲三維數據，獲得原始三維數據。
15、進一步地，利用三角剖分算法對原始三維數據進行插值運算，包括：
16、構建輸入三維數據的delaunay三角網；
17、計算三維數據點各個自然鄰點的權重系數；
18、根據自然鄰點插值計算公式，計算得到所有待插點的插值結果。
19、進一步地，構建輸入三維數據的delaunay三角網，包括：
20、每個原始三維數據對應一個三維數據點，根據由三維數據點組成的點集的坐標范圍，求出點集的凸多邊形外殼；
21、選擇點集中的一個點，構造一個初始delaunay三角網；
22、從點集中選擇另一個點，采用局部優化過程修改生成新的delaunay三角網；
23、重復上一步驟直到所有點都計算完。
24、進一步地，計算三維數據點各個自然鄰點的權重系數，包括：
25、查找包含待插點p的m個delaunay外接圓ct，圓心為c(x，y，r)，保存相應的delaunay三角形t(p0,p1,p2)共m個；
26、輸入delaunay三角形ti(p0，p1，p2)、圓心c、待插點x，i＝1；
27、計算ti(p0，p1，p2)三個頂點與p所構成的外接圓圓心ccj，ccj＝circumcenter(c,p(j+1)mod3，cc(j+2)mod3，j＝{0，1，2})；將相應的頂點序號加入數組tindex[]中；
28、判斷當前頂點是否已經存在數組tindex[]中；不存在時，sk＝aj；已存在時，sk＝sk+aj；其中，k屬于{1，2，...，m}，sk代表新節點所在voronoi?cell被其自然鄰點原有voronoiceli分割成的各部分；aj代表外符號三角形面積；
29、判斷i>m是否成立，假如成立，則權重系數為
30、
31、假如不成立，則輸入delaunay三角形ti(p0,p1,p2)、圓心c、待插點x，i＝2，繼續計算.
32、進一步地，根據自然鄰點插值計算公式，計算得到所有待插點的插值結果，包括：
33、根據自然鄰點插值計算公式：
34、
35、其中，f(x)是待插點x處的插值結果；f(pi)是自然鄰點pi處的值；wi代表自然鄰點pi處的權重系數；
36、計算得到所有待插點的插值結果。
37、進一步地，顯示模型包括：
38、單切片顯示模式的顯示模型：單切片為垂直于三維空間模型中不同坐標軸的一個切片，該切片是可以沿與其垂直的坐標軸顯示不同坐標的切片；
39、多切片顯示模式的顯示模型：多切片為垂直于三維空間模型中不同坐標軸的一組切片，該組切片中的每一個切片均是可以沿與其垂直的坐標軸顯示不同坐標的切片；
40、包絡面顯示模式的顯示模型：包絡面為按照雷達數據閾值顯示的一個閉合曲面，該曲面可以突出顯示具有相同振幅特性的一個范圍；
41、點云顯示模式的顯示模型：點云為按照雷達數據閾值顯示的所有三維數據點的集合，該點云可以突出顯示具有相同振幅特性的所有點；
42、動畫顯示模式的顯示模型：動畫為一個切片沿與其垂直的坐標軸的一端連續顯示至另一端的畫面，該動畫可以顯示三維數據沿坐標軸的連續變化；
43、原始切片顯示模式的顯示模型：為不經過插值運算的二維數據剖面在三維空間模型中的顯示。
44、進一步地，對插值運算后的三維數據進行多維度三維顯示，包括：
45、利用qt開發工具和c++語言，建立gui交互界本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
5.根據權利要求4所述的地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
6.根據權利要求5所述的地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
7.根據權利要求6所述的地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
8.根據權利要求7所述的地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
9.根據權利要求8所述的地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
10.地質雷達二維探測數據的三維可視化系統，其特征在于：
【技術特征摘要】
1.地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
5.根據權利要求4所述的地質雷達二維探測數據的三維可視化方法，其特征在于：
...【專利技術屬性】
技術研發人員：臺超，馬濤，王紅兵，林康利，王軍偉，崔雷，陳婷，高鑫，武棟棟，
申請(專利權)人：陜西鐵道工程勘察有限公司，
類型：發明
國別省市：
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