近景摄影测量在边坡监测中的应用研究

发布时间：2017-10-27 10:23

  本文关键词：近景摄影测量在边坡监测中的应用研究

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【摘要】：近年来,随着近景摄影测量技术的迅速发展,其逐渐成为一种新型的、非接触式的量测手段。相对于传统监测方法,近景摄影测量技术具有瞬间获取被测物体的几何及物理信息,外业工作较少等优点。但由于专用量测摄影机价格昂贵且操作复杂,制约了近景摄影测量技术的发展与应用。本文将研究普通数码相机在边坡监测上的应用,结合实际工程,应用开发的监测系统,通过GPS采集的少量点作为控制点来解算大量未知点的坐标,具有很好的现实意义。研究的主要内容和成果包括：(1)选用基于灭点的检校方法和Lensphoto系统对实验相机进行检校,得出相机内部参数,进行参数分析发现数码相机的主点主距相对稳定,畸变参数具有一定的离散性。(2)选用直接线性变换作为本文的解析处理方法,应用VS2008开发了近景摄影测量系统,解决了DLT算法的特征提取和坐标解算困难等问题。选取南京市栖霞区某一基坑作为实验基坑,通过已知的六个控制点解算未知点坐标,与GPS测定的坐标进行比较,验证了开发的系统的稳定性和精度。(3)将该监测系统应用在南京市鼓楼区某一基坑工程,监测作业过程依次为现场布置点位,连续拍摄照片,测量控制点坐标,提取特征点,导入数据解算,最终得到边坡的位移。(4)提出了采用边坡外控制点来测算边坡内未知点空间坐标的新方法,该方法能够有效降低解算误差。(5)采用SIFT提取特征向量,并用像素加权融合法实现图像拼接,通过拼接图像解算坐标,分析并得出结论。
【关键词】：近景摄影测量 边坡监测 GPS 直接线性变换 SIFT 特征向量 像素加权融合
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P234.1;TU753
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 研究背景8-12
• 1.1.1 边坡变形监测的重要性8-9
• 1.1.2 边坡变形监测的内容和现状9-12
• 1.2 近景摄影测量在变形监测中的应用12-15
• 1.2.1 近景摄影测量的研究现状12-14
• 1.2.2 近景摄影测量的优点14-15
• 1.3 论文的研究主要内容和结构编排15-17
• 2 变形监测数码相机的检校17-28
• 2.1 数码相机的选择17-18
• 2.2 数码相机的检校18-26
• 2.2.1 光学畸变差19
• 2.2.2 内方位元素检校精度要求19-20
• 2.2.3 几种数码相机检校方法20-23
• 2.2.4 标定实验23-26
• 2.3 本章小结26-28
• 3 近景摄影测量边坡监测数学模型28-45
• 3.1 摄影测量常用的坐标系统28-30
• 3.1.1 像方坐标系28-30
• 3.1.2 物方坐标系30
• 3.2 摄影测量的内、外方位元素30-32
• 3.2.1 内方位元素30-31
• 3.2.2 外方位元素31-32
• 3.3 共线条件方程32-35
• 3.4 共面条件方程35-36
• 3.5 近景摄影测量的解析处理方法36-44
• 3.5.1 空间后方交会-前方交会36-37
• 3.5.2 相对定向-绝对定向37-39
• 3.5.3 光束平差法39-40
• 3.5.4 直接线性变换40-44
• 3.5.5 解析方法的比较44
• 3.6 本章小结44-45
• 4 近景摄影测量监测系统45-58
• 4.1 DLT算法解算各参数45-49
• 4.2 监测系统的实现49-51
• 4.3 测量实验51-57
• 4.4 本章小结57-58
• 5 工程实例58-86
• 5.1 近景摄影测量外业58-62
• 5.2 内业解算62-75
• 5.2.1 右侧照片解算62-71
• 5.2.2 左侧照片解算71-73
• 5.2.3 位移计算73-75
• 5.3 SIFT匹配和影像拼接75-85
• 5.3.1 SIFT特征向量提取75-82
• 5.3.2 图像拼接82-85
• 5.4 本章小结85-86
• 6 结论与展望86-88
• 致谢88-89
• 参考文献89-92

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本文编号：1103086