本發(fā)明屬于巖土工程與空間解析幾何領(lǐng)域，更具體涉及一種基于孔壁圖像的相鄰鉆孔結(jié)構(gòu)面連通性分析方法，突破了以往單純依靠人工經(jīng)驗(yàn)識(shí)別的技術(shù)難題，提高了相鄰鉆孔間結(jié)構(gòu)面連通性分析的工作效率，推動(dòng)了孔壁圖像中結(jié)構(gòu)面分析技術(shù)的發(fā)展，適應(yīng)于相鄰鉆孔間結(jié)構(gòu)面的數(shù)字化描述與連通性分析。

背景技術(shù)：
巖體是由巖塊及分割巖塊的結(jié)構(gòu)面(又稱不連續(xù)面)組成的地質(zhì)體，結(jié)構(gòu)面在空間的分布狀態(tài)及組合形式構(gòu)成了巖體的結(jié)構(gòu)，是決定巖體工程地質(zhì)特征和力學(xué)性質(zhì)的關(guān)鍵因素。巖體內(nèi)部發(fā)育的結(jié)構(gòu)面，只有少部分能夠在巖體天然露頭面或人工開挖面等部位出露，能夠被直接觀測(cè)到的數(shù)量有限，更多數(shù)量的結(jié)構(gòu)面分布于巖體內(nèi)部難以直接觀測(cè)。鉆孔攝像技術(shù)的出現(xiàn)，為巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)面的探測(cè)提供了新的方法，它能夠通過(guò)鉆孔深入巖體內(nèi)部，識(shí)別并計(jì)算結(jié)構(gòu)面的幾何參數(shù)，為結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計(jì)規(guī)律的研究提供更多數(shù)量、更為準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。然而，利用鉆孔攝像獲得的結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)與常規(guī)的地表露頭獲得的數(shù)據(jù)存在較大的差別，目前常用的結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計(jì)手段和分析方法在對(duì)鉆孔內(nèi)的結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)存在較多的限制，其中，關(guān)于結(jié)構(gòu)面延展范圍的問(wèn)題尤為突出。同一條結(jié)構(gòu)面可能會(huì)切割兩個(gè)及以上的相鄰鉆孔，在被切割的孔壁圖像中以結(jié)構(gòu)面跡線的形式顯示，稱為結(jié)構(gòu)面的連通性。進(jìn)行結(jié)構(gòu)面連通性的分析有助于估算結(jié)構(gòu)面的延展范圍，是孔壁圖像結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)分析的重要手段。目前，進(jìn)行結(jié)構(gòu)面的連通性分析主要依靠產(chǎn)狀、位置深度以及巖體特征的相關(guān)性比對(duì)等手段進(jìn)行，步驟繁瑣，缺少嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐茖?dǎo)過(guò)程，不利于分析方法的程序化。因此，開展新的結(jié)構(gòu)面連通性分析方法具有重要的實(shí)際意義，另外，尋找針對(duì)孔壁圖像中結(jié)構(gòu)面的描述方法來(lái)輔助連通性分析，也是解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵。于是，本發(fā)明提出了一種基于孔壁圖像的相鄰鉆孔結(jié)構(gòu)面連通性分析方法，旨在解決相鄰鉆孔間兩兩結(jié)構(gòu)面是否具備連通性的問(wèn)題?；诳妆趫D像中結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、位置深度信息，結(jié)合鉆孔的位置分布，提出了結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)的描述方法，每個(gè)特征點(diǎn)的坐標(biāo)是傾向、傾角和位置深度的綜合反映，分別推導(dǎo)了局部坐標(biāo)系和全局坐標(biāo)系下特征點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算和轉(zhuǎn)換公式。根據(jù)結(jié)構(gòu)面與特征點(diǎn)坐標(biāo)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，采用計(jì)算兩兩特征點(diǎn)之間距離的方法，初步判斷兩兩結(jié)構(gòu)面是否具備連通性，對(duì)篩選出可能具備連通性的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行特征匹配再驗(yàn)證，最終實(shí)現(xiàn)相鄰鉆孔結(jié)構(gòu)面的連通性分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種基于孔壁圖像的相鄰鉆孔結(jié)構(gòu)面連通性分析方法。該方法簡(jiǎn)單易行，利用特征點(diǎn)坐標(biāo)綜合反映結(jié)構(gòu)面的多個(gè)幾何參數(shù)，無(wú)需對(duì)每個(gè)參數(shù)進(jìn)行逐一匹配驗(yàn)證，極大提高了連通性分析的工作效率和準(zhǔn)確性。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種基于孔壁圖像的相鄰鉆孔結(jié)構(gòu)面連通性分析方法，包括以下步驟：步驟1、根據(jù)第一鉆孔的鉆孔孔壁的平面展開圖獲得第一結(jié)構(gòu)面傾向值α1、第一結(jié)構(gòu)面傾角值β1、第一結(jié)構(gòu)面位置深度d1；根據(jù)第二鉆孔的鉆孔孔壁的平面展開圖獲得第二結(jié)構(gòu)面傾向值α2、第二結(jié)構(gòu)面傾角值β2、第二結(jié)構(gòu)面位置深度d2；步驟2、設(shè)定第一局部坐標(biāo)系，第一局部坐標(biāo)系的原點(diǎn)為第一鉆孔孔口中心點(diǎn)，X軸正向指向正東方向，Y軸正向指向正北方向，Z軸正向垂直向上；設(shè)定第二局部坐標(biāo)系，第二局部坐標(biāo)系的原點(diǎn)為第二鉆孔孔口中心點(diǎn)，X軸正向指向正東方向，Y軸正向指向正北方向，Z軸正向垂直向上，通過(guò)第一結(jié)構(gòu)面傾向值α1、第一結(jié)構(gòu)面傾角值β1、第一結(jié)構(gòu)面位置深度d1獲得獲得第一局部坐標(biāo)系下的第一結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)F1L(X1L,Y1L,Z1L)；通過(guò)第二結(jié)構(gòu)面傾向值α2、第二結(jié)構(gòu)面傾角值β2、第二結(jié)構(gòu)面位置深度d2獲得獲得第二局部坐標(biāo)系下的第二結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)F2L(X2L,Y2L,Z2L)；步驟3、選取一點(diǎn)作為全局坐標(biāo)系原點(diǎn)，全局坐標(biāo)系原點(diǎn)的X軸正向指向正東方向，Y軸正向指向正北方向，Z軸正向垂直向上，根據(jù)第一結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)F1L(X1L,Y1L,Z1L)獲得第一結(jié)構(gòu)面所在平面在全局坐標(biāo)系下的方程，進(jìn)而獲得第一結(jié)構(gòu)面在全局坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)F1(X1,Y1,Z1)；根據(jù)第二結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)F2L(X2L,Y2L,Z2L)獲得第二結(jié)構(gòu)面所在平面在全局坐標(biāo)系下的方程，進(jìn)而獲得第二結(jié)構(gòu)面在全局坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)F2(X2,Y2,Z2)；步驟4、設(shè)定特征點(diǎn)F1(X1,Y1,Z1)與特征點(diǎn)F2(X2,Y2,Z2)之間的距離為|F1F2|，若|F1F2|小于判別標(biāo)準(zhǔn)ε，則第一結(jié)構(gòu)面與第二結(jié)構(gòu)面初步分析具備連通性；若|F1F2|大于等于判別標(biāo)準(zhǔn)ε，則第一結(jié)構(gòu)面與第二結(jié)構(gòu)面不具備連通性。一種基于孔壁圖像的相鄰鉆孔結(jié)構(gòu)面連通性分析方法，還包括以下步驟：在第一結(jié)構(gòu)面與第二結(jié)構(gòu)面初步分析具備連通性的條件下，若第一結(jié)構(gòu)面和第二結(jié)構(gòu)面的類型一致、第一結(jié)構(gòu)面和第二結(jié)構(gòu)面的周圍巖體巖性一致、第一結(jié)構(gòu)面和第二結(jié)構(gòu)面的裂隙寬度的差值在設(shè)定范圍內(nèi)、第一結(jié)構(gòu)面和第二結(jié)構(gòu)面的充填特征一致，填充特性包括是否充填和充填物質(zhì)；則第一結(jié)構(gòu)面與第二結(jié)構(gòu)面具備連通性。如上所述的第一鉆孔的鉆孔孔壁的平面展開圖的正上方設(shè)置有方位信息，側(cè)部設(shè)置有深度標(biāo)尺；所述的第二鉆孔的鉆孔孔壁的平面展開圖的正上方設(shè)置有方位信息，側(cè)部設(shè)置有深度標(biāo)尺。如上所述的第一結(jié)構(gòu)面傾向值α1為第一結(jié)構(gòu)面的正弦曲線波谷所對(duì)應(yīng)的垂直方位值；第一結(jié)構(gòu)面傾角值β1為第一結(jié)構(gòu)面的正弦曲線波峰到波谷的垂直距離與第一鉆孔直徑的比值的反正弦值；第一結(jié)構(gòu)面位置深度d1為第一結(jié)構(gòu)面的正弦曲線波峰與波谷垂直方向的中間位置距離第一鉆孔的孔口所在地平面的垂直距離；所述的第二結(jié)構(gòu)面傾向值α2為第二結(jié)構(gòu)面的正弦曲線波谷所對(duì)應(yīng)的垂直方位值；第二結(jié)構(gòu)面傾角值β2為第二結(jié)構(gòu)面的正弦曲線波峰到波谷的垂直距離與第二鉆孔直徑的比值的反正弦值；第二結(jié)構(gòu)面位置深度d2為第二結(jié)構(gòu)面的正弦曲線波峰與波谷垂直方向的中間位置距離第二鉆孔的孔口所在地平面的垂直距離。如上所述的第一局部坐標(biāo)系下的第一結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)F1L(X1L,Y1L,Z1L)基于以下公式獲得：X1L＝d1cosβ1sinβ1cosα1Y1L＝d1cosβ1sinβ1sinα1Z1L＝d1cosβ1cosβ1所述的第二局部坐標(biāo)系下的第二結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)F2L(X2L,Y2L,Z2L)基于以下公式獲得：X2L＝d2cosβ2sinβ2cosα2Y2L＝d2cosβ2sinβ2sinα2Z2L＝d2cosβ2cosβ2如上所述的第一結(jié)構(gòu)面在全局坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)F1(X1,Y1,Z1)基于以下公式獲得：其中，XO1L,YO1L,ZO1L為第一局部坐標(biāo)系的原點(diǎn)在全局坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；所述的第二結(jié)構(gòu)面在全局坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)F2(X2,Y2,Z2)基于以下公式獲得：其中，XO2L,YO2L,ZO2L為第二局部坐標(biāo)系的原點(diǎn)在全局坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：1、本發(fā)明提供了一種全新的結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)描述方法。將傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)面描述參數(shù)(傾向、傾角、位置深度)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)面在空間坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)坐標(biāo)，通過(guò)點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)面進(jìn)行描述，每個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)唯一的結(jié)構(gòu)面，若兩個(gè)特征點(diǎn)重合或極為接近，則對(duì)應(yīng)的兩兩結(jié)構(gòu)面具備連通性，為相鄰鉆孔結(jié)構(gòu)面連通性的判斷提供了依據(jù)和方法。2、本發(fā)明中利用局部坐標(biāo)系和全局坐標(biāo)系下的單獨(dú)計(jì)算以及歸一化處理，有效地將結(jié)構(gòu)面的傳統(tǒng)參數(shù)(傾向、傾角、位置深度)直接與全局坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)坐標(biāo)建立聯(lián)系，極大地減少了計(jì)算量，提高了運(yùn)算速度。3、本發(fā)明提出利用兩兩特征點(diǎn)的距離為判別條件判斷連通性，兼顧了結(jié)構(gòu)面傾向、傾角的匹配以及位置深度的相關(guān)性，提出了利用設(shè)定的極小值而非零值為判斷標(biāo)準(zhǔn)，避免了錯(cuò)誤判斷。4、本發(fā)明提出利用結(jié)構(gòu)面周圍巖體特征和結(jié)構(gòu)面曲線特征進(jìn)行再匹配，進(jìn)一步判斷兩兩結(jié)構(gòu)面的相關(guān)性，提高了判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。5、本發(fā)明所述方法自動(dòng)化程度高，便于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化處理，無(wú)需人員干預(yù)，便于進(jìn)行編程化處理，簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，極大地提高了工作效率。6、本發(fā)明所述方法運(yùn)行速度快，工作效率高。比如：在兩個(gè)相鄰100米深的鉆孔中，該方法只需要進(jìn)行1個(gè)小時(shí)左右的數(shù)據(jù)處理時(shí)間就可以完成所有結(jié)構(gòu)面的連通性分析，而通常的人工判讀方式則需要幾天的時(shí)間進(jìn)行判斷。相關(guān)概念定義與注釋：(1)本發(fā)明中所述結(jié)構(gòu)面是地質(zhì)學(xué)上的概念。結(jié)構(gòu)面參數(shù)(傾向、傾角、位置深度)與局部坐標(biāo)系下的結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)坐標(biāo)存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，詳見公式(4)、(5)；(2)結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)定義為過(guò)坐標(biāo)系原點(diǎn)(即O點(diǎn))的結(jié)構(gòu)面法向量(即平面法線)與結(jié)構(gòu)面所在平面的交點(diǎn)，結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)與結(jié)構(gòu)面具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，反映了結(jié)構(gòu)面的空間形態(tài)和空間位置；(3)本發(fā)明內(nèi)容中涉及同一條結(jié)構(gòu)面在局部坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)和全局坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)，兩個(gè)坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)坐標(biāo)可以通過(guò)轉(zhuǎn)換公式相互轉(zhuǎn)換，詳見公式(8)、(9)。另外，本發(fā)明中所述的孔壁圖像等同于全景孔壁圖像的展開圖，本發(fā)明所述方法也是針對(duì)該類型的孔壁圖像而言的。附圖說(shuō)明圖1為一種結(jié)構(gòu)面在孔壁圖像中的參數(shù)信息提取示意圖。其中：結(jié)構(gòu)面在孔壁圖像中以正弦曲線的形式存在，圖像最上部描述了方位信息，曲線波谷所對(duì)應(yīng)的方位信息即為結(jié)構(gòu)面的傾向；曲線波峰與波谷之間的垂直距離與鉆孔直徑的比值即為傾角的正切值。圖2為一種局部坐標(biāo)系和全局坐標(biāo)系下結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)的示意圖。其中：F1和F2分別代表兩個(gè)相鄰鉆孔內(nèi)的結(jié)構(gòu)面，F(xiàn)1L為第一局部坐標(biāo)系下第一結(jié)構(gòu)面F1的特征點(diǎn)，F(xiàn)2L為第二局部坐標(biāo)系下第二結(jié)構(gòu)面F2的特征點(diǎn)；F1為全局坐標(biāo)系下第一結(jié)構(gòu)面F1的特征點(diǎn)，F(xiàn)2為全局坐標(biāo)系下第二結(jié)構(gòu)面F2的特征點(diǎn)。F1和F2兩點(diǎn)之間的距離為|F1F2|。圖3為一種相鄰鉆孔中通過(guò)初步分析具備連通性的兩條結(jié)構(gòu)面。其中：左側(cè)孔壁圖像中的結(jié)構(gòu)面和右側(cè)孔壁圖像中的結(jié)構(gòu)面在全局坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)滿足連通性的判斷標(biāo)準(zhǔn)。圖4為本發(fā)明方法的流程圖。具體實(shí)施方式一種基于孔壁圖像的相鄰鉆孔結(jié)構(gòu)面連通性分析方法，在已經(jīng)獲取到孔壁圖像的前提下，具體步驟如圖4所示，并結(jié)合實(shí)測(cè)孔壁圖像進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。一種基于孔壁圖像的相鄰鉆孔結(jié)構(gòu)面連通性分析方法，其步驟是：(1)獲取結(jié)構(gòu)面參數(shù)信息在孔壁圖像中，結(jié)構(gòu)面以標(biāo)準(zhǔn)正弦曲線的形式出現(xiàn)，如圖1所示?？妆趫D像為鉆孔孔壁的平面展開圖，孔壁圖像正上方描述了孔壁原始的方位信息，孔壁圖像左側(cè)帶有深度標(biāo)尺，描述了孔壁的深度信息。所以，根據(jù)地質(zhì)學(xué)上關(guān)于結(jié)構(gòu)面傾向的定義，結(jié)構(gòu)面在平面展開圖中的正弦曲線波谷所對(duì)應(yīng)的垂直方位即為結(jié)構(gòu)面的傾向值。假設(shè)正弦曲線波谷所對(duì)應(yīng)的垂直方位值為N，則該結(jié)構(gòu)面的傾向值α為：α＝N(1)根據(jù)地質(zhì)學(xué)中關(guān)于結(jié)構(gòu)面傾角的定義，結(jié)構(gòu)面傾角應(yīng)為結(jié)構(gòu)面所在平面與水平面的夾角，由于孔壁圖像中帶有孔壁的深度信息，該定義可簡(jiǎn)化為：結(jié)構(gòu)面傾角的正切值為結(jié)構(gòu)面所在正弦曲線波峰到波谷的垂直距離與鉆孔直徑的比值。假設(shè)正弦曲線波峰到波谷的垂直距離為h，鉆孔直徑為D，則該結(jié)構(gòu)面的傾角值β為：由于孔壁圖像中帶有孔壁的深度信息，結(jié)構(gòu)面的位置深度定義為孔壁圖像中的正弦曲線波峰與波谷垂直方向的中間位置距離孔口所在平面的垂直距離，即該位置對(duì)應(yīng)的孔壁深度信息。假設(shè)結(jié)構(gòu)面曲線波峰與波谷垂直方向的中間位置距離孔口所在地平面的垂直距離為Rz，則該結(jié)構(gòu)面的位置深度d為：d＝Rz(3)為描述方便，假設(shè)兩個(gè)相鄰鉆孔分別為第一鉆孔和第二鉆孔，第一鉆孔中第一結(jié)構(gòu)面F1的傾向?yàn)棣?，第一結(jié)構(gòu)面F1的傾角為β1，第一結(jié)構(gòu)面F1的位置深度為d1，第二鉆孔中第二結(jié)構(gòu)面F2的傾向?yàn)棣?，第二結(jié)構(gòu)面F2的傾角為β2，第二結(jié)構(gòu)面F2的位置深度為d2。(2)局部坐標(biāo)系下結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算局部坐標(biāo)系的建立：局部坐標(biāo)系原點(diǎn)為鉆孔孔口中心點(diǎn)，X軸正向指向正東方向，Y軸正向指向正北方向，Z軸正向垂直向上，如圖2所示。局部坐標(biāo)系下的結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)定義：過(guò)局部坐標(biāo)系原點(diǎn)向結(jié)構(gòu)面所在平面作垂線，垂線與結(jié)構(gòu)面所在平面的交點(diǎn)(也稱垂足)即為特征點(diǎn)。第一結(jié)構(gòu)面F1在第一局部坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)為F1L，第二結(jié)構(gòu)面F2在第二局部坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)為F2L。局部坐標(biāo)系下結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)坐標(biāo)與結(jié)構(gòu)面幾何參數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系：以特征點(diǎn)F1L的計(jì)算為例，設(shè)特征點(diǎn)F1L的坐標(biāo)為(X1L,Y1L,Z1L)，則由該點(diǎn)描述的第一結(jié)構(gòu)面F1所在平面的方程為：X1L(x-X1L)+Y1L(y-Y1L)+Z1L(z-Z1L)＝0第一結(jié)構(gòu)面F1幾何參數(shù)與特征點(diǎn)F1L坐標(biāo)之間的存在以下關(guān)系：轉(zhuǎn)換為特征點(diǎn)F1L的坐標(biāo)為：X1L＝d1cosβ1sinβ1cosα1Y1L＝d1cosβ1sinβ1sinα1(4)Z1L＝d1cosβ1cosβ1同理可得，第二結(jié)構(gòu)面F2特征點(diǎn)的坐標(biāo)與幾何參數(shù)之間的關(guān)系為：X2L＝d2cosβ2sinβ2cosα2Y2L＝d2cosβ2sinβ2sinα2(5)Z2L＝d2cosβ2cosβ2(3)全局坐標(biāo)系下結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)的坐標(biāo)歸一化處理獲得結(jié)構(gòu)面在各自局部坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)坐標(biāo)之后，就需要對(duì)這些信息在全局坐標(biāo)系下進(jìn)行歸一化處理。確定全局坐標(biāo)系：選擇鉆孔附近具有代表性的一點(diǎn)為全局坐標(biāo)系原點(diǎn)，X軸正向指向正東方向，Y軸正向指向正北方向，Z軸正向垂直向上。如圖2所示。根據(jù)鉆孔的孔位的布置以及全局坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置，確定第一局部坐標(biāo)系原點(diǎn)和第二局部坐標(biāo)系原點(diǎn)在全局坐標(biāo)系下的坐標(biāo)O1(XO1L,YO1L,ZO1L)，O2(XO2L,YO2L,ZO2L)。以第一結(jié)構(gòu)面F1為例進(jìn)行特征點(diǎn)坐標(biāo)歸一化處理，過(guò)程如下：第一局部坐標(biāo)系下第一結(jié)構(gòu)面F1的特征點(diǎn)坐標(biāo)為(X1L,Y1L,Z1L)，變換到全局坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(X1L’,Y1L’,Z1L’)，根據(jù)坐標(biāo)變換法則，二者關(guān)系如下：X1L'＝X1L+XO1LY1L'＝Y(jié)1L+YO1LZ1L'＝Z1L+ZO1L全局坐標(biāo)系下第一結(jié)構(gòu)面F1所在平面的方程為：(XO1L-X1L')(x-X1L')+(YO1L-Y1L')(y-Y1L')+(ZO1L-Z1L')(z-Z1L')＝0(6)第一結(jié)構(gòu)面F1所在平面的法向量是不變的，為：因此，過(guò)全局坐標(biāo)系原點(diǎn)的結(jié)構(gòu)面法線上的任一點(diǎn)P(x,y,z)的坐標(biāo)為:其中，t為任意值。將式(7)帶入公式(6)中，可以求得t值為：于是，便可得到過(guò)全局坐標(biāo)系原點(diǎn)的法線與第一結(jié)構(gòu)面F1所在平面的交點(diǎn)，即第一結(jié)構(gòu)面F1在全局坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)坐標(biāo)，第一結(jié)構(gòu)面F1在全局坐標(biāo)系下所對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)為F1(X1,Y1,Z1)，計(jì)算公式如下：同理可得，第二結(jié)構(gòu)面F2在全局坐標(biāo)系下所對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)坐標(biāo)F2(X2,Y2,Z2)：(4)計(jì)算兩兩特征點(diǎn)之間的距離，初步分析結(jié)構(gòu)面的連通性根據(jù)上面關(guān)于特征點(diǎn)的定義可知，在全局坐標(biāo)系下，每條結(jié)構(gòu)面對(duì)應(yīng)唯一的特征點(diǎn)，若兩個(gè)相鄰鉆孔內(nèi)兩條結(jié)構(gòu)面對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)重合，則表明該兩條結(jié)構(gòu)面位于同一個(gè)平面上，即兩條結(jié)構(gòu)面具備連通性。所以，判斷相鄰鉆孔內(nèi)兩兩結(jié)構(gòu)面是否具備連通性的條件為：兩條結(jié)構(gòu)面所對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)重合，及兩點(diǎn)之間的距離為零。而在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，由于測(cè)量誤差的存在，幾乎很難遇見完全重合的兩個(gè)特征點(diǎn)，所以需要設(shè)定一個(gè)判別標(biāo)準(zhǔn)，即兩兩結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)之間的距離小于該判別標(biāo)準(zhǔn)ε。|F1F2|＜ε(10)ε的取值范圍需要根據(jù)測(cè)量結(jié)果的精度來(lái)定，通常情況下兩兩結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)距離的單位為m，ε的取值范圍為：0.01m≤ε≤1m(11)因此，若相鄰鉆孔中的兩條結(jié)構(gòu)面特征點(diǎn)之間的距離|F1F2|小于連通性判別標(biāo)準(zhǔn)ε，則第一結(jié)構(gòu)面F1和第二結(jié)構(gòu)面F2經(jīng)過(guò)初步分析具備連通性。(5)連通性再判斷經(jīng)過(guò)步驟(4)的初步分析具備連通性的兩兩結(jié)構(gòu)面，還需根據(jù)結(jié)構(gòu)面在孔壁圖像中的表現(xiàn)特征進(jìn)行再判斷，判斷內(nèi)容主要包括：a)結(jié)構(gòu)面的類型是否一致；b)結(jié)構(gòu)面周圍巖體巖性是否一致；c)裂隙寬度的差值是否小于設(shè)定值；d)充填特征是否一致(包括是否充填、充填物質(zhì)是否一致)等，若初步分析具備連通性的兩兩結(jié)構(gòu)面，滿足以上的判斷內(nèi)容，則確定兩條結(jié)構(gòu)面具備連通性。以圖3為例，相鄰鉆孔內(nèi)的兩條結(jié)構(gòu)面通過(guò)步驟(4)的初步分析具備連通性的基本條件，兩條結(jié)構(gòu)面同屬于張開型結(jié)構(gòu)面，結(jié)構(gòu)面周圍巖體均為青褐色灰?guī)r，裂隙寬度基本一致且沒有充填。因此，可以確定這兩條結(jié)構(gòu)面具備連通性，即這兩條結(jié)構(gòu)面在同一個(gè)平面上，屬于同一條結(jié)構(gòu)面。有關(guān)符號(hào)說(shuō)明：α表示結(jié)構(gòu)面的傾向值；β表示結(jié)構(gòu)面的傾角值；h表示結(jié)構(gòu)面在孔壁圖像中正弦曲線波峰到波谷的垂直距離；D表示鉆孔直徑的大??；d表示結(jié)構(gòu)面的位置深度；Rz表示結(jié)構(gòu)面中心點(diǎn)距離孔口所在地平面的垂直距離；F1為第一鉆孔中的任一條結(jié)構(gòu)面；F2為第二鉆孔中的任一條結(jié)構(gòu)面；α1、β1、d1為第一結(jié)構(gòu)面F1的傾向、傾角和位置深度；α2、β2、d2為第二結(jié)構(gòu)面F2的傾向、傾角和位置深度；O1為第一鉆孔下的第一局部坐標(biāo)系原點(diǎn)，其在全局坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(XO1L,YO1L,ZO1L)；O2為第二鉆孔下的第二局部坐標(biāo)系原點(diǎn)，其在全局坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(XO2L,YO2L,ZO2L)；F1L為第一結(jié)構(gòu)面F1在第一局部坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)，第一局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(X1L,Y1L,Z1L)，全局坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(X1L’,Y1L’,Z1L’)；F2L為第二結(jié)構(gòu)面F2在第二局部坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)，第二局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(X2L,Y2L,Z2L)，全局坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(X2L’,Y2L’,Z2L’)；F1為第一結(jié)構(gòu)面F1在全局坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)，坐標(biāo)為(X1,Y1,Z1)；F2為第二結(jié)構(gòu)面F2在全局坐標(biāo)系下的特征點(diǎn)，坐標(biāo)為(X2,Y2,Z2)；|F1F2|為特征點(diǎn)F1(X1,Y1,Z1)與特征點(diǎn)F2(X2,Y2,Z2)之間的距離；ε為連通性判別標(biāo)準(zhǔn)。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。