近景摄影测量应用于建筑测绘
近景摄影测量的步骤和注意事项

近景摄影测量的步骤和注意事项导语:随着科技的发展和摄影技术的不断提高,近景摄影测量成为了测绘、工程建设等领域中不可或缺的一种测量手段。
近景摄影测量凭借其操作简便、成果精确等特点,逐渐取代传统的测量方法,成为测绘领域的主流技术,对于我们了解近景摄影测量的步骤和注意事项有着重要的意义。
第一部分:近景摄影测量的步骤1. 装置设备:首先,进行近景摄影测量需要准备一台高质量的数码相机,同时需要使用三脚架或其他稳定设备将相机固定在合适的位置。
此外,还需要使用测量标识物,以提供测量的参考对象。
2. 规划拍摄区域:在开始拍摄之前,需要对测量区域进行规划。
根据测量任务的要求,确定需要测量的区域,并制定拍摄路径和拍摄布局。
拍摄区域的规划对于后续数据处理和分析具有重要影响。
3. 进行拍摄:在确定好拍摄区域后,按照预定的路径和布局开始进行拍摄。
在拍摄过程中,需要注意保持相机的稳定,避免晃动或震动对图像质量的影响。
同时,要确保拍摄区域的光照条件良好,以确保拍摄到的图像质量较高。
4. 标定相机:在完成拍摄之后,需要进行相机的标定。
相机标定是指确定相机参数的过程,包括相机的焦距、畸变参数等。
相机标定可以通过特定的软件进行,也可以借助于一些测量仪器进行。
5. 图像处理:拍摄得到的图像需要经过图像处理的步骤,以达到测量的需求。
图像处理包括图像的配准、图像的校正、图像的分类等。
这些步骤可以通过使用专业的图像处理软件来完成。
6. 数据分析:在拍摄和图像处理完成后,得到的数据需要进行进一步的分析。
根据测量任务的要求,对数据进行分析,提取出需要的信息。
这个步骤可以借助于专业的测绘软件和分析工具来完成。
第二部分:近景摄影测量的注意事项1. 光照条件:光照条件对于近景摄影测量的成功与否具有重要影响。
在进行拍摄时,应尽量选择良好的光照条件,避免过暗或过亮的拍摄环境。
2. 校正畸变:相机镜头存在一定的畸变,这会影响到测量结果的准确性。
在进行图像处理时,应对图像进行畸变校正,以减小畸变对测量结果的影响。
近景摄影测量技术的原理与方法

近景摄影测量技术的原理与方法摄影测量技术是一种利用摄影镜头和摄影基地进行测量的方法。
它广泛应用于测绘、建筑、地质、航空、水利和农林等领域。
目前,近景摄影测量技术在工程测量中得到了越来越广泛的应用。
下面将从原理和方法两个方面来探讨近景摄影测量技术。
一、原理近景摄影测量技术的原理主要包括相对定向和绝对定向两个方面。
1. 相对定向相对定向是指通过在不同位置、不同方向上进行拍摄,将照片上的特征点通过观测量的方法确定相对于摄影基地的空间位置和方向。
这一过程主要涉及到几何学和成像原理。
首先,相机的光学系统会将三维空间中的点投影到二维照片上。
然后,在照片上选择一些特征点,通过观测其在不同照片中的位置变化,就可以确定这些点相对于摄影基地的空间位置和方向。
2. 绝对定向绝对定向是指通过在地面上布设一些控制点,利用这些控制点与照片上的同名点之间的空间关系来确定摄影基地的位置和方向。
为了实现绝对定向,可以使用全站仪、GPS等仪器来测量控制点的坐标。
然后,在照片上找出与这些控制点对应的同名点,并计算它们之间的像空间关系,从而实现摄影基地的定位。
二、方法近景摄影测量技术的方法包括影像预处理、像控制点测量、相对定向、绝对定向和数字表面模型(DSM)生成等步骤。
1. 影像预处理影像预处理是为了提高照片的质量,包括对照片进行几何校正、辐射校正和噪声去除等。
几何校正是通过对照片进行摄影几何校正,消除摄影机的摄影畸变,使得照片上的特征点能够准确地反映其在现实世界中的位置。
辐射校正是通过校正照片的辐射值,消除由于光照条件不同而导致的亮度差异。
噪声去除是通过采用滤波等方法,去除照片上的噪声点,提高照片的清晰度。
2. 像控制点测量像控制点测量是指在照片上标示出一些已知位置的控制点,并测量它们在照片上的像空间坐标。
为了提高像控制点的精度,可以使用高精度的测绘仪器进行测量,并结合地面控制点来进行验证。
3. 相对定向相对定向是通过在照片上选择一些特征点,并观测它们在不同照片中的位置变化,实现摄影基地的定位。
短基线近景摄影测量技术及其应用研究

短基线近景摄影测量技术及其应用研究一、引言随着现代科技的不断进步,摄影测量技术已经广泛应用于多个领域,如地理测绘、文化遗产保护、建筑工程等。
然而,传统的摄影测量技术主要适用于远距离、大范围的测量任务,对于近距离、高精度的测量需求则显得力不从心。
短基线近景摄影测量技术的出现,正是为了解决这一问题。
本文将对短基线近景摄影测量技术的基本原理、关键技术以及在各个领域的应用进行详细论述。
二、短基线近景摄影测量技术基本原理短基线近景摄影测量技术是一种基于近距离摄影的测量方法,其主要特点在于相机间的基线距离较短。
所谓基线,指的是两个相机之间的空间距离。
在传统的摄影测量中,为了获取较高的测量精度,通常需要保持较长的基线距离。
但在近距离的测量任务中,长基线会导致拍摄角度变化过大,从而增加后续处理的难度。
因此,短基线近景摄影测量技术通过缩短基线距离,减小拍摄角度的变化,使得近距离的测量变得更加容易和精确。
具体来说,短基线近景摄影测量技术的基本原理包括以下几个方面:1.相机成像模型:通过建立相机的成像模型,描述光线从物体到相机的传播过程,进而将三维物体投影到二维影像上。
这是摄影测量的基础,为后续的三维重建提供了必要的数学模型。
2.多视几何:利用多个相机从不同角度对同一物体进行拍摄,获取物体的多个视角信息。
通过分析这些视角信息之间的几何关系,可以恢复出物体的三维结构。
3.三维重建算法:基于相机成像模型和多视几何的原理,通过特定的算法对拍摄的影像进行处理,最终得到物体的三维模型。
这些算法通常涉及到特征提取、匹配、优化等步骤,旨在提高三维重建的精度和效率。
三、短基线近景摄影测量关键技术短基线近景摄影测量技术的实现涉及多个关键技术环节,这些技术的有效性和精度直接影响到最终三维模型的质量。
以下是一些关键技术的详细介绍:1.高精度相机标定技术:相机标定是确定相机内外参数的过程,对于保证摄影测量的精度至关重要。
在短基线近景摄影测量中,由于拍摄距离近,相机标定误差对最终结果的影响更加显著。
摄影测量技术在测绘中的应用与发展

摄影测量技术在测绘中的应用与发展摄影测量技术是一种通过摄影设备获取图像数据,并进行测量和分析的技术方法。
在现代测绘中,摄影测量技术已经广泛应用于地形测绘、建筑测绘、城市规划、遥感测绘等领域。
本文将探讨摄影测量技术在测绘中的具体应用与发展。
首先,摄影测量技术在地形测绘中的应用非常广泛。
利用高分辨率遥感影像和数字摄影测量技术,可以获取地球表面的大量地形数据。
通过对这些数据进行处理和分析,可以生成高精度的地形模型,为地质灾害评估、地质勘探等提供重要支持。
此外,通过利用多源影像数据,还可以实现不同时期地貌变化的监测和分析,为环境保护和资源管理提供科学依据。
其次,摄影测量技术在建筑测绘领域也有着广泛的应用。
在建筑物设计和施工过程中,摄影测量技术可以用来获取建筑物的三维信息,提供精确的测量数据。
同时,通过对建筑物外观的拍摄和分析,还可以评估建筑物的结构安全性和维护需求,为建筑工程的质量控制和维修提供参考。
此外,利用遥感影像与摄影测量技术,还可以实现对大型建筑群体、城市规划区域的全息测绘和立体建模,为城市规划和土地利用提供决策支持。
除了地形和建筑测绘,摄影测量技术在城市规划与管理中也发挥着重要作用。
通过利用无人机和航空摄影测量系统获取高分辨率的图像数据,可以实现对城市空间的快速感知和分析。
这对于城市规划、交通管理、环境保护等方面的决策和监督至关重要。
同时,结合地理信息系统和遥感技术,还可以实现对城市景观、绿地覆盖率、污染排放等方面的全面监测和评估,为城市可持续发展提供科学依据。
随着数字摄影设备和无人机技术的快速发展,摄影测量技术在测绘领域的应用正日益扩大。
未来,随着技术的进一步创新,我们可以期待更多新兴技术在摄影测量中的应用。
例如,激光扫描技术和结构光测量技术等,将为测绘带来更高精度和更高效的测量手段。
总而言之,摄影测量技术在测绘中的应用和发展前景广阔。
通过不断引入新技术和改进现有技术,我们可以不断提高测绘的精度和效率,为各个领域的决策和规划提供更好的支持。
近景摄影测量技术在古建测绘中的研究和应用

近景摄影测量技术在古建测绘中的研究和应用摘要:随着二十一世纪的到来,各个行业的科学技术都得到了飞速的发展,而表现在古建测绘领域中的则是近景摄影测量技术的研究与运用。
本文着眼于近景摄影测量包括一系列测量软件、相机、CAD等DSM的运用,来浅析该技术在古建测绘中的研究和运用,最后对古建筑表面构件的三维模型也进行了一定的论述。
关键词:近景摄影测量技术;古建测绘;研究及应用引言随着科技的不断发展,近景摄影测量技术在古建的测绘中正在发挥着越来越重要的作用。
在对于古代建筑的整修或者是重建工作的时候,三维模型往往发挥着最为关键的作用。
在这项工作之中,由于一些表面纹理复杂、构造奇特的建筑构件DSM很难被表现出来,因此精准而快速地建立古代建筑构件的DSM就成为了十分关键的因素。
目前解决该问题有一种新方法,先是采用数字来完成近景摄影相关的测量工作,然后呈现出的数字影像则可以使用相关的数码相机获取,最后采用PM摄影测量软件来获取三维坐标,转入AutoCAD中来创建相关的DSM古代建筑构建。
一、近景摄影测量技术的运用(一)近景摄影测量技术的含义近景测量技术从广义上指的是利用物距不大于300m的摄影物体的立体像来进行摄影测量。
数字近景摄影测量大致上可以分成建筑摄影测量、工业摄影测量以及生物医学上的测量。
而其中用途最广的仍属建筑摄影上的测量过程。
而且借助计算机和绘图仪,可绘制等值线图、断面图以及立体透视图。
例如等值线图如图1-1所示。
图1-1 等值线示意图还可用数字形式或图解形式输出工程设计人员所需要的各类参数,如面积、体积、周长、曲率、半径、速度、加速度、轨迹和质量分布等。
近景摄影像片可利用各类单像或立体坐标量测仪、解析测图仪以及某些立体测图仪进行处理,而在古建测绘中使用的是专用的近景摄影测量仪器,它的功能在于测量一系列亭台楼阁等古老建筑亦或者是一些复杂多变的等值线图、平面图以及立面图,在古迹遗址和历史文物的复制发展上的运用也越来越多。
摄影测量技术在测绘中的应用案例解析

摄影测量技术在测绘中的应用案例解析摄影测量技术是一种基于摄影测量原理和方法的测量技术,广泛应用于地理测绘、建筑测量和土地利用规划等领域。
它通过获取图像信息,并根据图像几何关系进行测量和分析,从而实现对地物特征的准确测定和三维地图的生成。
本文将通过几个应用案例,探讨摄影测量技术在测绘中的重要作用。
首先,摄影测量技术在地理测绘中的应用广泛。
以卫星遥感为例,通过摄影测量技术可以对卫星图像进行解译和分析,获得地表的地貌、植被、水文等信息。
在城市规划中,通过卫星图像的摄影测量分析,可以评估土地利用状况、城市扩张趋势和道路交通布局等,为城市规划提供科学依据。
同时,在环境保护方面,通过卫星图像的摄影测量分析,可以监测水质污染、土壤侵蚀等环境问题,实现对环境变化的监测和预测。
其次,摄影测量技术在建筑测量中具有重要应用。
在建筑工程中,通过摄影测量技术可以对建筑物进行三维模型的构建和测量分析。
通过对建筑物的摄影测量,可以获得建筑物的断面、平面、立面等详细信息,并结合地面测量数据,实现对建筑物的全面观测和分析。
这在建筑设计、施工过程监理以及建筑物维护等方面都有重要的意义。
再次,摄影测量技术在土地利用规划中也起到关键作用。
通过摄影测量技术可以获取大范围的图像数据,进而对土地利用状况进行分析和评估。
通过对图像的摄影测量分析,可以识别土地利用类型、土地利用强度和土地利用效率等指标,实现对土地资源的合理利用和保护。
这对于土地规划、土地管理以及生态环境保护都有非常重要的意义。
最后,摄影测量技术在测绘中的应用还包括地质灾害监测和资源勘查等方面。
摄影测量技术可以通过对地表变形和地质灾害区域的遥感图像进行摄影测量,对地质灾害风险进行评估和预测。
在资源勘查方面,通过对地表矿产资源的遥感图像进行摄影测量,可以快速获取矿产资源的空间分布和数量等信息,为资源勘查提供重要数据支持。
综上所述,摄影测量技术在测绘中具有广泛的应用前景,其作为一种高效、精确的测量手段,为地理测绘、建筑测量和土地利用规划等领域提供了有效的技术支持。
摄影测量技术在测绘中的应用与优势

摄影测量技术在测绘中的应用与优势摄影测量技术是一种通过摄影测量仪器和计算方法,利用已知的测量控制点及其在摄影测量图像中的投影位置,来实现地物的测量和空间信息获取的技术。
在现代测绘工作中,摄影测量技术具有广泛的应用场景和诸多的优势。
一、地形测绘中的应用摄影测量技术在地形测绘中具有重要的应用价值。
传统的地形测量方法需要在现场进行地面测量,其成本高、工期长且受限于自然条件。
而利用摄影测量技术,可以通过航空摄影或卫星摄影等手段,在不接触地面的情况下获取地物的准确位置信息,大大提高了地形测绘的效率和精度。
同时,由于摄影测量技术可以生成坐标真实、立体感极强的地形模型,使得在工程设计中更加准确地分析地形变化、调整地物布局等。
此外,摄影测量技术在工程施工中的应用也越来越广泛,它可以提供实时的三维信息,帮助工程施工人员进行准确的测量、定位和建设。
二、城市规划与建设中的优势摄影测量技术在城市规划与建设中发挥着重要的作用。
传统的城市规划与建设需要消耗大量的人力、物力和财力,而摄影测量技术的应用可以提供城市规划所需的准确、高精度的地理信息,无需大规模的实地勘测。
通过获取城市的立体地图、地形模型和地理数据等,可以更好地进行城市的规划、设计和管理。
摄影测量技术还可以对城市内的道路、建筑物、绿化等进行实时的监测和分析,帮助城市管理者及时发现问题并采取相应的措施。
同时,城市建设过程中,摄影测量技术还可以用于监控工程施工进度和质量,提高施工的效率和安全性。
三、环境保护与资源管理中的应用摄影测量技术在环境保护与资源管理中也具有广泛的应用。
通过航空或卫星摄影手段,可以获取大范围的地表覆盖信息,对森林、湖泊、河流等自然资源进行监测和管理。
而传统的资源调查和监测方法需要大量的人力和时间,且受限于人工勘测的局限性。
利用摄影测量技术,可以实现对野生动植物、水体污染、土壤侵蚀等进行精确测量和分析,为环境保护和资源管理提供科学的依据。
同时,摄影测量技术还可以用于监测和评估自然灾害风险,帮助预防和减轻灾害对环境和资源的破坏。
使用摄影测量进行建筑物立面测绘的技巧

使用摄影测量进行建筑物立面测绘的技巧摄影测量是一种基于无人机等影像数据进行测量的技术,它在建筑物立面测绘方面有着广泛的应用。
本文将介绍一些使用摄影测量进行建筑物立面测绘的技巧,包括数据收集、图像处理和精度控制等方面。
一、数据收集在进行建筑物立面测绘时,首先需要收集高分辨率的影像数据。
目前,无人机成为了最常用的数据收集工具,具有灵活、高效的特点。
无人机搭载的相机可以捕捉到建筑物立面的细节,并且可以根据需要进行多次拍摄,以确保数据的完整性。
同时,无人机可以在多个角度和高度拍摄,从而提供更全面的视角。
在数据收集过程中需要注意控制光照条件,避免阴影对图像质量的影响。
选择适当的天气和时间进行拍摄,以获得清晰、均匀的图像。
二、图像处理数据收集完成后,需要对图像进行处理以得到精确的测量结果。
首先,需要对图像进行校正,消除镜头畸变和几何畸变。
这可以通过相机标定和校正算法实现。
校正后的图像可以准确地反映建筑物的真实状态。
接下来,需要进行影像配准,即将多幅图像定位到同一个坐标系下。
一般采用特征点匹配的方法来实现,通过对比不同图像的重叠区域,将其精确对齐。
同时还可以使用GPS数据和地形数据等进行辅助定位。
在影像配准完成后,可以进行立体测量。
通过提取建筑物立面的特征点或轮廓线,结合相机参数和地面控制点,可以计算建筑物的尺寸、高度和倾斜角度等信息。
三、精度控制在进行建筑物立面测绘时,为了保证测量结果的精度,需要进行精度控制。
首先,需要在图像中选取地面控制点,这些点可以通过全站仪等测量设备进行实地测量,得到其地理坐标。
通过对比实测坐标和影像中的对应点坐标,可以衡量图像的精度,并进行必要的调整。
此外,还可以利用国家基准点或地形数据等进行影像精度校验。
将影像中的地理坐标与基准点或地形数据进行对比,可以评估影像的精度,并进行纠正。
四、应用和局限性建筑物立面测绘技术可以应用于城市规划、建筑设计和文物保护等领域。
利用测绘结果,可以进行建筑物的三维建模和分析,为城市规划和设计提供参考。
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数字近景摄影测量在建筑物变形监测中的应用摘要:本文介绍了数字近景摄影测量的基本概念,回顾了数字近景摄影测量技术应用于建筑物测绘的研究,并重点分析了在建筑物变形监测中的应用,表明利用数字近景摄影测量技术观测建筑物变形的方法具有效率高、质量好等显著优点。
并展望了数字近景摄影测量技术的未来发展。
1.数字近景摄影测量1.1 数字近景摄影测量的基本概念近景摄影测量也称非地形摄影测量,是指在0-300m 近距离范围对所研究的各类目标进行摄影,通过对拍摄的图像加工处理,从而确定静态目标的点坐标、表面形状以及动态目标的活动轨迹。
近景摄影测量一般包括近景摄影和图像处理两个过程。
随着数码相机的广泛应用,价格愈来愈低廉,使用数码相机的数字近景摄影测量发展越来越快。
数字近景摄影测量是指以数字相机为图像采集传感器、并对所摄图像进行数字处理的近景摄影测量。
数码相机的出现和不断发展,极大地推动了数字近景摄影测量的发展[1]。
近景摄影测量的摄影机一般分为两种,即量测用的和非量测用的。
量测用的摄影机是指专为摄影测量设计的,在像框上设有框标,内方位元素已知或可记录,物镜畸变差很小,主距为固定的或可以调焦的。
非量测用的摄影机就是一般使用的相机,特点是内外方位元素一般不知,物镜畸变差比较大,且常常不够稳定。
进行数字近景摄影测量的多为以半导体技术CCD 电荷耦合器为基础的数码相机,属于非量测相机。
CCD 的状态及灵敏度可长期稳定,因此是可以检校的。
在进行精确摄影测量工作前,必须对普通数码相机进行严格的检校。
摄影机的检校是指检查和矫正摄影机内方位元素和光学畸变系数的过程。
1.2 数字近景摄影测量的解算模型数码相机所拍摄的影像内方位元素值未知,因此可以采用直接线性变换模型(Direct Linear Transformation 简称DLT )。
DLT 解法是建立像点坐标仪坐标和相应物点物方空间坐标之间直接的线性关系的解法[2,3]。
其基本公式为:01111094321=+++++++Z L Y L X L L Z L Y L X L x (1) 01111098765=+++++++Z L Y L X L L Z L Y L X L y (2) 式(1)和(2)中,L1至L11是11个系数,分别为相片的6个外方位元素(X s ,Y s ,Z s ,φ,ω,К),3个内方位元素(主点的坐标仪坐标x 0、y 0以及拍摄相片的x 方向主距f x ),y 方向相对x 方向的比例变化率d s (即比例尺不一性)以及x 、y 轴间的不正交性d β这11个参数的函数;X 、Y 、Z 是点的空间坐标;x 、y 是相应点的影像坐标。
由于摄影物镜光学畸变差的影响,使得像点、摄站和相应地面点之间的共线关系受到破坏,因此,必须考虑畸变的影响,而光学畸变差主要以辐射方向为主。
可考虑加入改正项:210r κ)x (x Δx ∙-= (3)210r κ)y (y Δy ∙-= (4)式(3)和式(4)中,К1为对称物镜畸变参数,r=(x-x 0)2+(y-y 0)2。
在DLT 的共线条件方程式中,对像点坐标x 0、y 0再分别加入改正项Δx 、Δy ,则方程式可以改写成如下形式:011110943210=++++++++-Z L Y L X L L Z L Y L X L Δx )x (x (5) 011110987650=++++++++-Z L Y L X L L Z L Y L X L Δy )y (y (6) 此时共有12个未知数,每一个像点坐标观测值的误差方程式为:][112011994321x k )r x A(x xZl xYl xXl l Z l Y l X l /A)(V x +-+++++++-= (7) ][112011998765y k )r y A(y yZl yYl yXl l Z l Y l X l /A)(V y +-+++++++-= (8)式中,A=l 9X+l 10Y+l 11Z+1,初值为1,反复迭代(4)式直至A 值差小于给定的限差,通过К1及x 0、y 0求解了非线性误差的像点坐标(x+Δx ,y+Δy )。
201)r x (x κx Δx x x -+=+= (9)201)r y (y κy Δy y y -+=+= (10)以上即为直接线性变换(DLT )的数学结算模型,求式(5)和(6)计算未知点的空间三维坐标(X ,Y ,Z )。
2.数字近景摄影测量在建筑物测绘领域的应用随着计算机技术和数据处理技术的发展,现代近景摄影测量技术已广泛应用于各类建筑工程、机械制造、城市区域规划、医学、生物、古建筑与古文物研究、考古等部门。
原则上,凡是可获得其影像的各类目标,都可以使用近景摄影测量的相关技术,以某种精度测定和研究它的形状、大小以及运动参数等[4]。
目前,数字近景摄影测量已经广泛应用于建筑物测绘领域。
李严等使用数字近景摄影测量技术对天津紫竹林教堂进行内外整体测绘,获得了建筑物的立面、平面图[5]。
使用数码相机进行近景摄影获得的建筑物表面纹理,可以用于构建城市三维景观模型,是进行城市发展规划、城市景观建筑评估、建筑设计、文物保护的重要工具[4]。
郑莉等人结合近景摄影测量方法探讨不规则镜面物体三维建模的关键技术[6]。
利用近景摄影测量技术还能够观测建筑变形,具有效率高、质量好等显著优点[7]。
还可以使用近景摄影测量的技术拍摄运动图像,应用于建筑物爆破过程中对碎块运动状态的分析,测量出各力学参数,包括位移、速度、加速度、动能、势能等[8]。
3.数字近景摄影测量应用于建筑物变形监测3.1 建筑物变形监测的基本概念变形在自然界是普遍存在的,变形体在荷载、风力等因素的影响下,会发生“形状、大小、位置”的变化[9]。
高层建筑物、大型厂房柱基、重型设备基础以及震动较大的连续性生产车间等,在施工乃至运营过程中,由于自身及外力等因素的作用,建筑物本身及其基础都会随时间产生变形,使建筑物产生均匀或不均匀沉降、倾斜、位移、甚至使建筑物产生裂缝。
上述变形(除了均匀沉降之外)如果超出了某一限度,就会影响建筑物的正常使用,严重时还会危及建筑物的安全[7]。
此外,地质资料的不准确、建筑物体形复杂或基础土质差异导致荷载差异大、基础施工达不到设计和规范要求也都有可能导致建筑物的变形。
建筑物变形监测就是指“监测建筑物在建造过程中或建成后有无沉降、水平位移、倾斜和裂缝等变形,以及相应的变形程度,并争取对变形的原因作出科学解释。
”[10]变形监测的意义在于对建筑物的长期的精密变形观测,以确定其变形状态,对其安全运营,维护及设计至关重要。
3.2 建筑物变形监测的方法与其他测量工作相比,变形监测要求精度比较高,并且要求一定的频率的重复观测。
在建筑物上布置变形监测点,在变形区域之外的稳定地域安置观测站,用高精度仪器定期测量变形监测点的三维(X,Y,Z)位移变化是获取变形体变形的一种常见的外部监测方法。
建筑物变形监测的主要方法包括:地面监测技术、近景摄影测量方法和GPS监测方法[10]。
地面常规监测技术是指综合运用全站仪、水准仪、测距仪和经纬仪等常规仪器,通过测边、量角和高程的变化来测定建筑物的变形。
这种监测技术的特点是“精度高、限制少、效率低、实时性差”。
使用GPS技术进行变形点的监测,测站间无需通视、可以提供监测点的三维位移信息并且实现全天候监测。
具有“精度高、速度快、操作简便”等优点。
但是GPS 技术测量点数是有限的、而且在建筑物密集区卫星信号低。
数字近景摄影测量方法用于建筑物变形监测具有如下优势:1)非接触观测(特别适用于危险建筑物、建筑物不可到达部位)。
2)可以测定任意点的变形,提供完全和瞬时的三维空间信息。
3)近年来数字近景摄影测量技术、实时摄影测量技术、计算机视觉的快速发展,使测量精度不断提高,具有一套完整高效的数据处理流程。
4)影像上的信息丰富客观而且可长期保存,有利于进行变形的对比和分析。
3.3 数字近景摄影测量用于建筑物变形监测的实例分析3.3.1实验过程以某家属楼的变形监测为例,该家属楼高约30米,有电梯、走廊、墙体和凹槽,构成了前后四个层次的立体结构。
对面40米有栋高约20米的办公楼,可以在办公楼顶设置拍摄站,观测家属楼。
为精确测量变形,试验中在被测定的建筑物上以及周围环境中一般会布置大量的人工标志点,作为后续影像量测计算的依据(控制点、检查点、待定点)。
在该楼立面上布设有间隔为 1.5~2.5 米的标志点若干个,并对其进行有规律地编号。
这些控制点都是以直径6cm的圆铝片作为标志,印成黑色后贴在家属楼外墙上,金属片正中心贴上有反光片以便于用全站仪测其坐标。
控制点布设不宜安排在一个平面上或近似平面上,试验中控制点布设在凹槽、墙体和电梯的外墙上,既不在一个平面或斜面上,也没有几个点在直线上[9]。
近景摄影测量获取立体像对有两种基本的摄影方式:正直摄影方式和交向摄影两种基本方式。
用非量测相机摄影时,不像量测相机那样用定向角来控制正直、等偏等方摄影方式,但要基本保持所摄对象的两张片子对称,摄影比例尺基本一致。
获取影像之后,开始进行影像处理和三维坐标提取。
首先在影像处理之前,运用畸变改正软件,用事先通过检校获取的相机参数对所获取的影像进行畸变改正,最大程度的减弱镜头畸变对影像的影响。
像对经过畸变差改正后输出影像,以四个角点作为其框标值。
接着,在空三软件中,自动完成像片的内定向。
内定向自动定向完成之后,空三软件根据生成的金字塔影像,在相邻像片之间对同名点进行搜索、匹配,最后构建自由网。
一般情况下,对于表面平坦、纹理丰富的地物,自动相对定向都能完成。
一般情况下,交会角在5°~10°时,相对之间的匹配会很容易,但是在近景摄影测量中,为了获取更大的重叠,交会角会在10°以上,这样给匹配就带来了困难。
在此次的相对定向中,采用人工加点的方式进行,共找到同名点38个。
完成相对定向之后,进行像对的绝对定向,采用四个实测控制点外加一个空三加密出的一个控制点进行像对的绝对定向。
之后,将空三软件完成绝对定向之后的文件导入到数字摄影测量工作站中,进行核线重采样,建立立体模型。
3.3.2精度分析1)影像处理时,要求的影像必须是经过重采样的影像,因此必须用获取的相机畸变参数对影像进行畸变改正,最大程度的降低物镜畸变带来的误差影响。
2)空三加密出的控制点精度非常高,这样在外业做控制时可以不必要布设太多控制点。
3)控制点的精度高低直接影响监测点的获取精度,考虑到建筑物上标志点测设时间间隔长,标志点产生了变形,控制点坐标不准确,给绝对定向带来了困难,进而影响监测点的量测精度。
4)像对之间要满足足够大的重叠度,这是构建立体模型,影响量测精度的关键所在。