浅析变形监测中的地面摄影测量

谷治锋

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摘要：随着摄影测量技术的迅速发展，摄影测量技术逐渐被应用于越来越多的工程中。随着地面摄影测量技术的逐步发展，其在变形监测中的应用也越来越广泛。本文主要地面摄影测量变形监测设备的原理、过程及主要影响因素为地面摄影测量的精度和解决措施进行了分析，指出在变形监测项目的地面摄影测量已经发挥了很大的作用，但缺乏准确性和工作距离是有限的。因此，地面摄影测量方法的良好结合是变形监测的重要内容。

关键词：变形监测；地面摄影测量；分析

1引言

近年来，计算机技术在不断飞速发展中，摄影测量技术已经迈进了数字摄影测量的时代。“计算机视觉”的工作原理是把摄影像片转换成数字，或使用CCD相机等具有特殊用途的摄影机直接拍摄物体的“数字影像”，再通过数字影像匹配技术以及数字摄像处理技术取得同名像点的坐标，并获取对应物点的空间坐标。

2地面立体摄影测量法

如果地面观测要求空间坐标轴上有3个位移值，就需要进行地面立体摄影测量。根据不同摄影基线和光轴的相对位置，将测量方法分为直立摄影法、等距摄影法、交替摄影法和等倾摄影法四种。摄影和摄影的完整性是摄影光轴偏移的不同平行、平行摄影和垂直基线方向的摄影水平，以及部分摄影和基线垂直部分开角。交会摄影是指两个摄影轴的相交和一定角度的形成。等倾摄影是指两个摄影轴的水平倾斜和同一倾角的形成。在变形监测应用中，最常用的是交会摄影法。根据相机内外部元素是否已知，将摄影测量数据的处理方法分为空间交会法、空间反交法、严格求解法和直接线性变换法。以直接线性变换法为例，给出了数学模型。直接线性变换（DLT）保存照片坐标测量光坐标的坐标转换，并直接转化为物体空间坐标。这种方法最初是用来处理非十进制机器拍摄的照片，现在越来越多地用来处理由测量相机拍摄的照片。

3地面摄影测量外业设备的种类

3.1数码相机

为确保数码立体像对有较高质量的影像效果，数码相机的解像度应较高，并且镜头畸变差应较小。通常以JPG以及TIFF格式储存影像，并通过配套的储存卡把影像直接下载到电脑上。

3.2GPS或全站仪

GPS或全站仪主要用来进行地面摄影测量的控制测量，把所构建的摄影测量网纳入到物方空间坐标系中，通过多余的控制来增加摄影测量网的强度，再通过相对控制以及多余的控制点来检测摄影测量的可靠性和精确度。

4地面摄影测量的外业工序流程

4.1做好每项准备工作

立体摄影是该领域的一个重要环节，它的质量直接影响到整个地面摄影测量工作，需要进行各种准备工作。首先，在地图上选择要监视的区域，然后设置摄像机范围。然后正确设置摄像机，设置最高分辨率，设置适当的图像存储格式，调整合适的镜头焦距。最后，合理确定摄影基线。应该选择在车站周围基线摄影观设立办事处，摄影应位于区域分别在基线和积极的，摄影的完整性最好的使用，以确保摄影基线获得摄影的最大面积最小的使用。

4.2布设清晰的摄影标志

制作摄影标志时，标志设计的尺寸要足够大以确保标志在图像清晰可见，标志尺寸可设计为80cm×80cm，而主题突出点，只要上线的数字图像标记，布局可以不签，但对象应该是三维的坐标测量。

4.3做好拍摄立体像对的各项工作

设置三脚架在选定摄影基线两侧的摄影站和设置相机，摄影最好的选择完整的摄影，对于一些特别困难的地区，可以选择如部分或斜摄影，并调整角度不应该太大。拍摄每一张立体图像后，应通过笔记本电脑实时下载和打开，检查照片对的质量和范围，并看到照片标记的清晰度。

4.4对像控点进行编号及坐标联测

这一步可以通过专业的摄影测量系统进行。首先，对立体声编号，然后复制他们的画点，画打开PS图象处理软件软件摄影标记号码后，然后压缩成JPG格式；最后，每个控制点的坐标，全站仪测量，并生成一个文本文件。

4.5做好立体像对的内业处理

一般来说，对于地面摄影数码相机来说，无论是非测量相机还是测量相机，都不会使用相机的检测参数，因此不需要建立摄像机标定参数文件。最后用软件计算出监测点的对应坐标。通过获取每个监测点的坐标，可以计算出相邻周期的变化。由于需要对几个观测点和坐标点进行监测差异，所以需要对上述每一个过程进行控制点测量。

5影响地面摄影测量在变形监测上的精度的主要原因及解决措施

（1）在测量中图像处理仪器和观测点的特征和测量测量误差的观察能力产生绩效的因素坐标的坐标，因此需要提高仪器的性能，提高了训练的观察员测量操作熟练。（2）相机基距比B／Y的摄影几何、摄像机焦距和相机轴的相交角也会影响模型坐标的精度，因此在摄影中要注意对这些几何图形的合理调整。（3）控制点的数目、分布及其测量精度会导致控制点坐标的测量误差，这是在地面变形监测中经常遇到的摄影测量，需要完成控制点的全部工作。（4）在变形观测过程中，地面摄影测量时，图像变形不能消除PX，也会导致误差，需要采取措施消除图像畸变的PX和消除真实的畸变。（5）还需要消除一些其他因素例如变形监测精度的影响，应使用高精度的坐标测量仪器，摄影器材，摄影，标志应清晰，合理选择摄影和摄影站等。

6结束语

综上所述，与地面摄影测量技术在工程变形监测中发挥摄影的作用已越来越大，通过理论分析并结合实际操作的过程，然后有针对性地采取措施来提高精度不足的问题，将推动摄影测量技术的进一步发展，促进变形监测在工程的应用和发展。

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