1.一种针对隧道物探反演数据的不良地质特征提取方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、预处理掌子面数据与超前钻孔数据获得目标类型的不良地质体的待插值点集,对该点集执行插值计算,得到不良地质体体素模型;S2、利用超前钻孔数据对所述不良地质体插值结果进行质量评估;S3、利用物探反演数据构建地球物理场体素模型,求取其与所述不良地质体体素模型的交集,得到不良地质特征体素模型;S4、将所述不良地质特征体素模型坐标映射至物探反演数据,提取局部坐标集合并根据对应精度重采样,得到不良地质特征坐标点集。
2.根据权利要求1所述的针对隧道物探反演数据的不良地质特征提取方法,其特征在于:所述步骤S1具体包括如下:S101、选取目标不良地质特征提取隧道里程段内的多个掌子面数据,根据每个掌子面数据中记录的目标类型的不良地质信息,在对应的掌子面影像数据中人工标绘不良地质体轮廓;S102、每张掌子面影像横向等间距划分为m个分区,横向等间距划分为n个分区,共m×n个分区,取每个分区中心点,计算该点到S101中所述的不良地质体轮廓的最短距离,并判断该点与S101中所述的不良地质体轮廓是否构成包含关系,若是则赋予该点的属性值为距离的负值,若不是则赋予该点的属性值为距离的正值,得到点集Ps1;S103、选取目标不良地质特征提取隧道里程段内的多个超前钻孔数据,根据每个超前钻孔数据记录的目标类型的不良地质信息,将对应的钻孔数据划分为两类,一类属于目标类型的不良地质体,另一类不属于目标类型的不良地质体,得到分类后的多段钻孔数据,提取所述多段钻孔数据中的分段节点,得到点集Ps2,并为Ps2中所有点的属性值赋予0值,合并Ps1与Ps2,得到点集Ps3;S104、结合隧道施工设计图纸与掌子面数据对应的隧道施工里程信息,将所述点集Ps3坐标映射至隧道施工里程三维坐标系,得到待插值三维点集Ps_i,计算所述待插值三维点集Ps_i的轴对齐包围盒并空间划分为密集体素,设定插值参数,对待插值三维点集插值计算每个体素单元的属性值,得到不良地质体插值结果,提取该插值结果中属性值不大于0的体素单元,得到不良地质体体素模型。
3.根据权利要求2所述的针对隧道物探反演数据的不良地质特征提取方法,其特征在于:步骤S102中,所述等间距划分掌子面影像,其横向纵向划分数量不少于20。
4.根据权利要求2所述的针对隧道物探反演数据的不良地质特征提取方法,其特征在于:步骤S104中,所述插值计算使用层次B样条插值,所述空间划分的精度不低于0.1米。
5.根据权利要求1所述的针对隧道物探反演数据的不良地质特征提取方法,其特征在于:所述步骤S2具体包括如下:S201、等间距加密S103中所述多段钻孔数据,并为每点标记其是否属于目标类型的不良地质体,将点集坐标映射至隧道施工里程三维坐标系,得到三维钻孔点集Ps_d;S202、判断三维钻孔点集Ps_d中每一点与步骤S1所述不良地质体体素模型的相对位置关系,得到相对位置关系正确的点的数量占总点数的比例,得到模型准确率;S203、根据预设的模型准确率,判断被评估的不良地质体体素模型质量是否达标,若质量达标,则进入下一步处理,若质量不达标,则需要重新返回步骤S1。
6.根据权利要求5所述的针对隧道物探反演数据的不良地质特征提取方法,其特征在于:步骤S202中,所述相对位置关系正确表示属于目标类型的不良地质体三维钻孔点位于步骤S1所述不良地质体体素模型内部,或不属于目标类型的不良地质体三维钻孔点位于步骤S1所述不良地质体体素模型外部,其他情况均为相对位置关系错误。
7.根据权利要求1所述的针对隧道物探反演数据的不良地质特征提取方法,其特征在于:所述步骤S3具体包括如下:S301、选取目标不良地质特征提取隧道里程段内的物探反演数据,根据地球物理场模态构建地球物理场体素模型,其中,若为二维地球物理场,则将该数据重采样至不良地质体体素模型相同的分辨率,构建Z轴方向厚度为1的体素模型,再将该体素模型坐标映射至隧道里程三维坐标系,得到地球物理场体素模型;若为三维物探反演数据,则将该数据重采样至不良地质体体素模型相同的分辨率,构建体素模型,再将该体素模型坐标映射至隧道里程三维坐标系,得到地球物理场体素模型;S302、求取不良地质体体素模型与地球物理场体素模型的交集,得到不良地质特征体素模型。
8.根据权利要求7所述的针对隧道物探反演数据的不良地质特征提取方法,其特征在于:步骤S301中,所述的二维物探反演数据重采样方法使用双线性插值法,三维物探反演数据重采样方法使用三线性插值法。
9.根据权利要求1所述的针对隧道物探反演数据的不良地质特征提取方法,其特征在于:所述步骤S4具体包括如下:S401、将不良地质特征体素模型坐标映射至地球物理场体素模型局部坐标系,提取每个体素中心对应的三维坐标,得到地球物理场的局部坐标集合;S402、根据物探反演数据精度重采样局部坐标集合,得到不良地质特征坐标点集。
10.根据权利要求9所述的针对隧道物探反演数据的不良地质特征提取方法,其特征在于:步骤S402中,若物探反演数据表达二维地球物理场,则重采样方法使用双线性插值法;若物探反演数据表达三维地球物理场,则重采样方法使用三线性插值法。