GPS辅助摄影测量的边坡监测技术研究

发布时间：2017-05-04 09:14

  本文关键词：GPS辅助摄影测量的边坡监测技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在基坑边坡监测领域中,传统的测量方式不仅需要专业测量设备与专业从业人员,还需要爬上基坑顶部,存在坠落危险。近年来近景摄影测量技术发展迅速,应用范围越来越广。但是,由于专业量测相机价格昂贵且操作复杂,制约了摄影测量的应用,本文研究利用普通数码相机开展近景摄影测量。同时,GPS测量技术的发展也日新月异。结合GPS测量技术优势,开发一套融合GPS和摄影测量技术的基坑边坡监测系统具有现实意义。本文主要研究了GPS辅助摄影测量的边坡监测技术,具体研究内容及研究成果包括：(1)确定基坑边坡表面选用的标志物及标志物的布设方法,用特征点提取算子分别对现场摄得的照片进行处理。实验后比较不同提取算子的提取效果,以能够识别并突出标志物中心点为筛选条件,淘汰提取效果不佳的算子并分析原因,选用提取效果最好的算子。(2)对近景摄影测量的原理进行了理论研究并设计开发一套监测系统。解决了提取特征点、选取特征点、特征点坐标解算等问题。(3)以开发的监测系统(JSPh),对南京栖霞区一基坑进行了应用。用GPS测量了系统需要的控制点坐标。输入系统后,按系统流程运行解算,得到所需特征点的坐标值。再用解算得到的特征点坐标作为控制点继续运行系统,解出剩余特征点坐标,与前一期解算的特征点坐标比较,得到边坡位移。(4)对监测系统(JSPh)系统进行功能扩展,用SIFT算子对系统解算坐标时用到的各组照片进行匹配,输出各组照片的匹配结果。再将匹配好的照片用柱面投影变换方法实现照片拼接,得到最终的全景视图。
【关键词】：GPS 边坡监测 近景摄影测量 特征点提取 SIFT算法 全景拼接
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228.4;P23
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 边坡监测研究背景和意义7-8
• 1.2 国内外边坡变形监测的现状8-9
• 1.3 GPS变形监测技术的研究现状9-10
• 1.4 近景摄影测量监测技术的研究现状10-12
• 1.5 论文研究的目的、意义和主要内容12-13
• 2 近景摄影测量算法理论13-27
• 2.1 近景摄影测量常用坐标系与内、外方位元素13-15
• 2.1.1 常用坐标系13
• 2.1.2 内方位元素13-14
• 2.1.3 外方位元素14-15
• 2.2 共线条件方程15-17
• 2.3 直接线性变换(DLT)解法17-25
• 2.3.1 DLT解法的基本关系式17-21
• 2.3.2 直接线性变换解法各参数的求解21-25
• 2.4 DLT解法的关键技术25-26
• 2.4.1 DLT解法中布设控制点的要点25
• 2.4.2 DLT解法中布设摄站点的要点25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 监测点的提取27-55
• 3.1 人工标志选择27-29
• 3.1.1 人工标志简介27
• 3.1.2 标志实验27-29
• 3.2 Moravec提取算子29-34
• 3.2.1 Moravec算子原理29-31
• 3.2.2 Moravec算子算法实现31-32
• 3.2.3 Moravec算子对标志的提取32-34
• 3.3 Forstner算子34-38
• 3.3.1 Forstner算子原理34
• 3.3.2 Forstner算子算法实现34-35
• 3.3.3 Forstner算子对标志的提取35-38
• 3.4 Harris算子原理38-42
• 3.4.1 Harris算子简介38-39
• 3.4.2 Harris算子算法实现39-40
• 3.4.3 Harris算子对标志的提取40-42
• 3.5 SIFT算法原理42-51
• 3.5.1 SIFT算法简介42
• 3.5.2 SIFT算法实现42-48
• 3.5.3 SIFT算子对标志的提取48-51
• 3.6 选择最佳算子51-54
• 3.7 本章小结54-55
• 4 边坡监测系统的实现与应用55-78
• 4.1 边坡监测系统(JSPh)简介55-57
• 4.1.1 系统组成与功能55-56
• 4.1.2 系统的处理流程56-57
• 4.2 GPS在监测系统中的作用57-58
• 4.3 边坡监测系统(JSPh)的应用58-77
• 4.3.1 硬件选择58-60
• 4.3.2 基坑边坡面选择及布点60-61
• 4.3.3 实例解算思路61-63
• 4.3.4 实例解算具体步骤63-72
• 4.3.5 SIFT匹配与全景拼接72-77
• 4.4 本章小结77-78
• 5 结论与展望78-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 周平根;滑坡监测的指标体系与技术方法[J];地质力学学报;2004年01期

2 吴明;王妍;盛德新;;GPS连续参考站系统(CORS)定位精度检测方法[J];测绘与空间地理信息;2012年09期

3 罗仁立;刘学增;;基于数字照相技术的边坡变形自动化监测技术研究[J];石家庄铁道大学学报(自然科学版);2011年03期

4 李占利;刘梅;孙瑜;;摄影测量中圆形目标中心像点计算方法研究[J];仪器仪表学报;2011年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 刘海源;非量测数码相机近景摄影测量技术在工程中的应用[D];重庆大学;2011年

2 严传鹏;基于图像处理的边坡位移检测方法研究[D];重庆交通大学;2012年

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本文编号：344813