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2020 | OriginalPaper | Buchkapitel

Automatic Extraction of Joint Orientations in Rock Mass Using PointNet and DBSCAN

verfasst von : Rushikesh Battulwar, Ebrahim Emami, Masoud Zare Naghadehi, Javad Sattarvand

Erschienen in: Advances in Visual Computing

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Measurement of joint orientation is an essential task for rock mass discontinuity characterization. This work presents a methodology for automatic extraction of joint orientations in a rock mass from 3D point cloud data generated using Unmanned Aerial Vehicles and photogrammetry. Our algorithm first automatically classifies joints on 3D rock surface using state-of-the-art deep network architecture PointNet. It then identifies individual joints by the Density-Based Scan with Noise (DBSCAN) clustering and computes their orientations by fitting least-square planes using Random Sample Consensus. A major case study has been developed to evaluate the performance of the entire methodology. Our results showed the proposed approach outperforms similar approaches in the literature both in terms of accuracy and time complexity. Our experiments show the great potential in the application of 3D deep learning techniques for discontinuity characterization which might be used for the estimation of other parameters as well.

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Literatur
3.
Zurück zum Zitat Zare, M., Jimenez, R.: On the development of a slope instability index for open-pit mines using an improved systems approach. In: ISRM Regional Symposium - EUROCK 2015, pp. 1041–1046. International Society for Rock Mechanics and Rock Engineering, Salzburg, Austria (2015) Zare, M., Jimenez, R.: On the development of a slope instability index for open-pit mines using an improved systems approach. In: ISRM Regional Symposium - EUROCK 2015, pp. 1041–1046. International Society for Rock Mechanics and Rock Engineering, Salzburg, Austria (2015)
6.
Zurück zum Zitat Qi, C.R., Su, H., Mo, K., Guibas, L.J.: PointNet: deep learning on point sets for 3D classification and segmentation. In: IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, pp. 79–85. Honolulu, Hawaii (2017) Qi, C.R., Su, H., Mo, K., Guibas, L.J.: PointNet: deep learning on point sets for 3D classification and segmentation. In: IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, pp. 79–85. Honolulu, Hawaii (2017)
8.
Zurück zum Zitat Van Knapen, B., Slob, S.: Identification and characterisation of rock mass discontinuity sets using 3D laser scanning (2006) Van Knapen, B., Slob, S.: Identification and characterisation of rock mass discontinuity sets using 3D laser scanning (2006)
27.
Zurück zum Zitat Riquelme, A., Tomás, R., Cano, M., Abellan, A.: Using open-source software for extracting geomechanical parameters of a rock mass from 3D point clouds: discontinuity set extractor and SMRTool (2016) Riquelme, A., Tomás, R., Cano, M., Abellan, A.: Using open-source software for extracting geomechanical parameters of a rock mass from 3D point clouds: discontinuity set extractor and SMRTool (2016)
Metadaten
Titel
Automatic Extraction of Joint Orientations in Rock Mass Using PointNet and DBSCAN
verfasst von
Rushikesh Battulwar
Ebrahim Emami
Masoud Zare Naghadehi
Javad Sattarvand
Copyright-Jahr
2020
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-64559-5_57

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