基于无人机数字近景摄影测量的服役边坡监测方法

针对现有边坡变形监测技术自动化与智能化程度低及安设复杂且对边坡有损坏等问题,提出一种基于无人机数字近景摄影测量的服役边坡坡表变形监测方法。根据数字近景摄影测量的相关理论,确定了数码相机内参数标定和监测点坐标解算方法,研制出一种可布设在服役边坡坡表的数字近景摄影测量和全站仪测量通用的变形监测目标物,实现对边坡的联合监测。研究结果表明,数字近景摄影测量技术配合专门设计的变形监测目标物对边坡坡表变形较为敏感,第一期和第二期的监测点位中误差分别为3.3 mm和1.7 mm,水平位移监测的点位和垂直位移监测的高程中误差分别为3.5 mm和1.6 mm,达到毫米级的监测精度,满足滑坡监测标准的精度要求;同时变形监测目标物制作可靠、成本低廉,具有较高的应用价值。

数字近景摄影测量技术在边坡变形监测中的应用

本文以某高校变形监测实验基地的一处边坡作为研究对象,探究了数字近景摄影测量技术在边坡变形监测中的应用。在布设控制点、像控点和监测点的基础上,使用TM30型全站仪展开外业测量。分别于2023年的3月份和8月份开展测量,获取像控点与监测点的三维坐标。基于单反数码相机开展近景摄影测量,将所得数据输入到Lensphoto软件中,经过数据处理后生成边坡三维模型。对比全站仪测量坐标与三维模型坐标,误差在±20 mm以内,说明数字近景摄影测量精度较高,满足边坡变形监测的要求。

近景摄影测量在古陶瓷数字化保护中的应用

数字化保护是解决古陶瓷文物保护挑战的有效途径。本文旨在探讨基于近景摄影测量技术的数字化方法在古陶瓷保护中的应用。通过系统介绍近景摄影测量的基本原理和方法,分析了古陶瓷的特点和常见破损情况,并阐述数字化保护的优势。研究结果表明,该技术能够准确重建古陶瓷的三维形态,并高保真提取微观纹理特征,为构建规范的数字数据库提供支持,还可以在虚拟环境中模拟修复操作,避免直接接触带来的损伤,并记录修复前后状态。近景摄影测量技术为古陶瓷数字化保护提供了全新思路和有力武器,推动古陶瓷文物数字化保护工作迈上了新的台阶。

基于近景摄影测量的残缺文物数字化修复

针对残缺文物数字化修复的复杂性问题,本文采用近景摄影测量技术的残缺文物数字化修复方法对其进行分析。该方法使用普通智能手机联合相对静态摄影和相对动态摄影近距离采集残缺文物的多视角影像,并对其进行三维实景模型的重建,再通过专业修模软件对残缺文物三维模型分别进行局部和全局的修复,并提取虚拟现实(VR)全景图和点云数据模型,达到高精度建模和数字化修复与保护的目的。数字化修复结果为几何精度外径平均偏差-1.522 mm、内径平均偏差1.3438 mm、厚度平均偏差2.1366 mm和曲面光滑度标准偏差0.002 mm。实验结果表明:采用此方法进行数字化修复和建模精度较高、效果较好,由此衍生出的数字化产品为文物数字化保护提供了强有力的数据支撑。

近景摄影测量在协作机械臂末端重复定位精度中的应用

针对协作机械臂末端重复性定位研究,从近景摄影测量的角度出发,使用基于角锥体原理的空间定位算法,完成了数据采集与算法验证工作。该方法具有设备组成简单、操作简单、使用效率高的特点,在具体的机械臂末端重复定位精度测试中具有一定的使用价值。

基于近景摄影测量的单镜头视频车辆速度检测方法

车速检测是城市交通体系中车辆运行安全的重要环节,对维持城市交通安全至关重要。针对现有的多种交通车辆测速方法存在高成本、易受外界条件影响、安装区域限制等问题,本文提出一种成本较低、灵活性高的基于视频图像的车辆识别与测速方法。采用深度学习的方法搭建YOLOv4框架并训练COCO数据集识别车辆,改进识别方法提取识别车辆外接最大矩形框下边界中点的像平面坐标,引入近景摄影测量的方法并对共线方程进行改进,在单摄像机情况下完成对车辆的识别,计算车辆瞬时速度,绘制检测区域内车辆速度曲线,最后采取试验验证方法可行性并进行精度评定。

单双目近景摄影测量联合监测弱胶结覆岩叠合式相似材料模型研究

相似材料模型是研究矿山开采岩层运动的重要手段,随着采深的增大,多采区采动联合影响的区域变形响应问题逐渐成为关注的焦点。为了克服常规相似材料模型研究深部开采问题的结果失真,以及常规监测技术在观测相似材料模型整体动态变形及任意点动态变形的不足,本文提出叠合式相似材料模拟的新思路,并采用单双目近景摄影测量联合监测新技术研究弱胶结覆岩运动规律。实验结果表明,叠合式相似材料模拟充分考虑了相似原理及覆岩中的关键层结构,研究结果更加可靠,基于等距虚拟面的数字摄影技术监测精度达到0.12 mm,能够满足大几何相似比物理模型的监测精度。通过研究深部矿区覆岩破坏规律发现,宽深比为0.85是白垩系砂岩的临界破坏点,采空区面长大于临界尺寸时将导致显著的冲击地压甚至矿震。单双目近景摄影测量联合监测新方法为研究深部开采区域性岩层移动响应过程提供了技术支持。

基于近景摄影测量技术的三峡翻坝码头不良地质体识别

三峡大坝蓄水至175m以来,长江上游航道改善,航运量快速增长,三峡翻坝转运模式的实施可在一定程度上缓解三峡枢纽船闸通过能力不足的矛盾。受地形地质条件限制,传统勘察手段在三峡翻坝码头中的应用具有一定的局限性。采用无人机三维影像技术进行不良地质体航拍识别,可以弥补传统调查存在安全风险、调查观测不全面、卫星影像资料分辨率低等缺陷。文章结合工程实例对应用无人机摄影技术进行危岩体勘察进行了介绍,可以为库区不良地质体的勘测设计工作提供参考。

近景摄影测量在结构变形监测中的应用

精确测量荷载作用下结构单元的变形和裂缝对评估混凝土结构的性能和耐久性至关重要。传统方法进行上述测量须采用应变仪、位移计及配套数据采集系统,安装复杂费事。本文提出了一种基于近景摄影测量法分析结构单元在荷载作用下的位移、变形和裂缝开展过程的方法。通过对比分析表明测量结果能满足精度要求,其生成的结构单元变形模型可方便地获取裂缝位置、长度和宽度。

近景摄影测量在边坡变形监测中的应用

利用佳能EOS600D数码单反相机对某水电站边坡进行外业拍摄,通过设定基准点标识牌将拍摄成果与测区工程坐标系进行统一,然后利用Lensphoto软件对拍摄影像进行内业数据处理,经空三匹配、空三交会、区域网光束法平差等处理后,生成水电站大坝高边坡三维模型。对比不同监测周期的三维模型,获取边坡变形数据;并通过设定14个检核点,利用高精度全站仪获取检核点坐标数据,与近景摄影测量监测成果进行对比分析,验证了多基线近景摄影测量边坡监测成果的可靠性,能够满足高边坡安全监测需求,为高边坡运营期安全监测提供了低成本、高精度的解决方案。

近景摄影测量结合GIS在边坡水力侵蚀研究中的应用

文章基于近景摄影测量技术原理,利用数码相机获取边坡影像信息,重建边坡坡面三维模型,并在此基础上,结合GIS技术,提取坡面形貌信息,研究黏性土边坡水力侵蚀的演化过程。结果表明:(1)重建的边坡三维模型影像信息丰富,精度达到毫米级别,可精确获取坡面形貌的微小变化;(2)GIS提取的形貌信息表明,坡面侵蚀刚开始以面蚀为主,随后坡面出现细沟,当细沟发育到一定程度后,坡面逐渐出现浅层坍塌破坏;(3)近景摄影测量技术应用于坡面侵蚀测量中具有速度快、精度高及可视化强的优点,在边坡坡面侵蚀研究中具有广阔的应用前景。

基于近景摄影测量的招弧角间隙测量技术

输电线路招弧角间隙的测量与校核是确保线路外绝缘可靠性的重要技术手段,为解决人工登塔测量存在的费力、安全风险高和作业效率等问题。本文提出一种基于近景摄影测量的招弧角间隙高效测量与校核的方法。针对特高压输电铁塔的结构特点规划高效的摄影测量航线实现图片自动快速采集;通过摄影测量软件确定图片内外方位元素,基于图片上标点方式确定招弧角的不同部件的空间位置,即可通过空间位置计算实现对特高压输电铁塔招弧角间隙选点自动测量计算。本方法作为一项新的技术手段,相对于采用激光雷达,具有成本低、可视效果好的特点,易于推广使用。

数字近景摄影测量在相似模拟试验中的应用研究

针对现有相似模拟实验观测方法中存在的自动化程度低、测量精度差等缺点,给出一种基于摄影测量计算机视觉方法进行相似模拟变形测量的新方法。利用普通非量测数码相机进行影像数据采集,通过在任相机平面预检校、变形监测点特征提取、影像匹配等计算步骤得出不同时期物理相似模型变形监测点的坐标。通过比较不同时期变形监测特征点坐标的变化量,计算得出物理相似模型变形情况。通过对某急倾斜煤层顶板相似材料进行模拟变形测量,试验结果表明:所应用方法与全站仪方法变形监测结果平面精度最大相差0.5mm左右,所测位移场与实际变形情况一致,满足因矿山开采引起的岩层和地表移动变形监测要求。

数字近景摄影测量技术在建筑物立面测量中的应用研究

建筑物立面图在城市空间信息管理、城市规划建设中发挥着重要作用,传统的立面图测绘主要以全站仪、经纬仪为主,虽然测量点位精度较高,但是内外业工作量都较大。无人机近景摄影具有数据采集简单、建模成本低、建模速度快等优势,是获取建筑物三维数字化信息的理想方式。本文以某工程实践为例,将近景摄影测量技术应用到建筑物立面测量中,制定了一套切实可行的立面测量技术流程,研究结果对建筑物立面数据的有效采集、后期管理以及建立完善的建筑物档案具有较高的参考价值。

基于近景摄影测量法的非遗三维数字模型生成与优化研究——以石市竹木雕为例

运用近景摄影测量法采集石市竹木雕的图片信息并重建点云数据,通过渲染和处理得到石市竹木雕高精度、高保真的三维数字模型,用于石市竹木雕三维数据库平台的搭建。基于近景摄影测量法的三维数字模型重建,大大降低了三维数字采集、生成与存储的成本,在过程中简化了操作步骤,对我国民间非遗三维数字化的保护起到了推动作用。

基于数字近景摄影测量的岩体结构面几何信息解算模型

为了快速、全面地获取岩体随机结构面信息而提高稳定性评价工作,在数字近景摄影测量测取结构面空间坐标的基础上,应用立体几何、方位概念和投影变换理论,提出并建立了基于空间坐标的结构面迹线三维模型、任一投影展示面的迹线二维模型和详细判据的产状解算模型。迹线三维模型数据更加详实展示迹线分布状况,迹线二维模型数据又能获得任一重要投影面的迹线信息并突显迹线物理意义;应用误差理论,探讨了基于数字近景摄影测量的产状解算模型获取产状的精度。实验表明,在数字近景摄影测量建立边坡三维模型点位测量精度≤2cm时,能够解决近似线状结构面的产状获取问题。因此,岩体结构面几何信息解算模型与数字近景摄影测量相结合,可采集到更为全面的结构面几何信息并用于岩体稳定性评价。

数字近景摄影测量用于森林固定样地测树的研究

该文以普通的光学或数字相机为工具 ,借助计算机建立数字近景摄影测量系统 .系统通过普通相机对固定样地摄影 ,建立以内、外方位元素 (x0 ,y0 ,f;XS,YS,ZS,ω ,k ,φ) 为未知数摄影测量共线方程 ,通过DLT变换 ,求得待定参数 ,进而把像方空间和物方空间联系起来 ,借助计算机系统 ,就可确定像方任一点坐标 (x,y)对应的物方坐标 (X ,Y ,Z) ,从而恢复物方空间立体 ,计算胸径、任一处直径、树高、树冠体积等测树指标 .这种系统不需要像控点就能建立待测目标的数字模型 .实验结果表明 ,通过此摄影测量系统可测量树高、胸径、树冠体积等 ,树高测量的相对误差为 2 % ,胸径测量的外符合误差为 1% ,树冠体积的内复合误差为 3% .

数字近景摄影测量技术在矿山地表沉陷监测中的应用研究

为了解决传统的矿山地表沉陷监测方法存在的劳动强度大、不能实时观测、难以获得瞬时3维移动变形信息等缺陷,提出了一种利用基于非量测数相机的数字近景摄影测量技术进行塌陷区沉陷监测的方法。该方法首先利用标定过的高分辨率数字相机获取塌陷区的数字立体影像像对;然后采用相对定向、影像匹配等摄影测量解析处理技术提取塌陷区地表的数字高程模型;最后通过与该区域开采前数字高程模型对比分析来完成塌陷区沉陷范围、深度、体积等沉陷参数计算。应用研究结果表明,数字近景摄影测量的测定精度基本可以满足这次应用条件下沉陷监测的精度要求。该方法为矿山地表塌陷区的沉陷监测提供了一条可行的途径。

多基线数字近景摄影测量系统在古典园林建筑物三维重建中的应用

本文提出了基于多基线数字近景摄影测量系统所获得的点云数据来实现园林古建三维建模的方法。以保定古莲花池不如亭三维重建为例,从多基线数字近景摄影测量系统工作原理入手,阐明了获取点云数据的过程和方法,通过对该系统测量误差分析,结果表明,该系统可以对园林古建进行精确测量,进而实现建筑物三维建模,为古典园林建筑物修缮提供数据支持。

数字近景摄影测量测图应用探讨

非量测性的数码相机已成为摄影测量中应用研究的热点。论文阐述了利用大面阵数码相机实现近景摄影测量测图的理论、方法与步骤,并通过具体试验加以验证。试验结果表明,基于大面阵相机的近景摄影测量能满足大比例尺测图精度要求。