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数字近景摄影测量在建筑物变形监测中的应用研究

作　者: 吴超超
导　师: 王宝山
学　校: 河南理工大学
专　业: 测绘科学与技术
关键词: 非量测相机 数字近景摄影测量 特征点提取 精度
分类号: P234.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 241次
引　用: 1次
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内容摘要


本文利用数字近景摄影测量方法,进行变形体监测,以期为数字近景摄影测量寻求新的应用领域,并推动数字近景摄影测量与变形监测技术的进一步发展。利用数字近景摄影测量进行变形监测的关键是如何快速、准确地批量量测变形体上各监测点的坐标数值。拍摄获取的变形体数字影像上的标志点的像点坐标可以通过图像处理软件直接量取(如Photoshop),其坐标是以像片的左上角为原点的坐标系中的坐标,经过二维空间仿射坐标变换可将所量测的控制点像点坐标转换为以像片中心为原点的坐标系中的坐标。但是这种方法劳动强度大,工作效率低,量测精度差。如果能结合数字影像处理方法和所布设标志形状,采取一定的方法自动、准确提取像方坐标,将会进一步提高数字近景摄影测量的精度。本文从标志点的自动提取入手,以SIFT算子为基础,用VC语言编程实现了标志点等特征点的自动提取。测绘科技工作者在利用近景摄影测量方法进行变形监测方面作了大量工作,通过对建筑物进行特殊的技术设计,三维控制场的建立,应用专业的非量测数码相机以及摄影测量数据处理工作站进行实验研究,以期找到一种经济、快捷、有效的建筑物变形监测新方法。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。变形观测的内容一般有沉降监测、水平位移监测和倾斜变形监测。建筑物的变形多为整体变形,是多种因素的综合影响结果。据以上原因,本文提出了用数字近景摄影测量的方法,根据获取的数字影像,经过一系列的数据处理方法,以期望得到精度较高的监测点的三维坐标,为建筑物的安全运营提供指导。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
1 引言  10-20
  1.1 建筑物变形监测的研究现状及问题分析  10-14
    1.1.1 建筑物变形监测的研究现状  10-11
    1.1.2 建筑物变形监测方法综述  11-14
  1.2 数字近景摄影测量的研究现状和发展趋势  14-16
    1.2.1 数字近景摄影测量的研究现状  14-15
    1.2.2 数字近景摄影测量的发展趋势  15-16
  1.3 数字近景摄影测量在建筑物变形监测中应用的可行性分析  16-17
  1.4 论文研究的主要内容和方法路线  17-18
  1.5 本章小结  18-20
2 非量测数码相机在工程中的应用和检校  20-30
  2.1 非量测数码相机在工程中的应用  20-21
  2.2 非量测相机的检校  21-27
    2.2.1 非量测相机的误差来源  22-23
    2.2.2 非量测相机的检校方法对比  23-26
    2.2.3 非量测相机的检校过程  26-27
    2.2.4 检校结果分析  27
  2.3 本章小结  27-30
3 标志点的自动提取  30-40
  3.1 子像素基本原理  30-32
    3.1.1 子像素基本原理  30-31
    3.1.2 子像素图像处理  31-32
  3.2 标志的设计和选择  32
  3.3 标志点的提取和描述  32-35
  3.4 实例  35-37
  3.5 本章小结  37-40
4 获取监测点三维坐标的基础算法研究  40-54
  4.1 直接线性变换算法（DLT）的研究  40-46
    4.1.1 DLT 算法的一般形式  40
    4.1.2 DLT 参数与内外方位元素的关系  40-42
    4.1.3 解算方法  42-43
    4.1.4 带附加条件的DLT 算法  43-44
    4.1.5 带像点坐标变形改正的DLT 算法  44-45
    4.1.6 DLT 算法应注意的问题  45
    4.1.7 DLT 适用的条件  45-46
  4.2 光束平差方法  46-50
    4.2.1 常见的几种光束平差法  46
    4.2.2 光束法基本思想  46
    4.2.3 光束法平差数学模型的选择  46-50
  4.3 两种方法的对比和应用  50
  4.4 影响三维坐标获取精度的因素  50-52
  4.5 本章小结  52-54
5 数字近景摄影测量在建筑物变形监测中的实例分析  54-64
  5.1 试验概况  54
  5.2 控制点的布设  54-55
  5.3 立体像对的获取  55
  5.4 图像处理和三维坐标获取  55-61
    5.4.1 像片的内定向  56-57
    5.4.2 像对的相对定向  57-58
    5.4.3 像对的绝对定向  58-59
    5.4.4 立体模型的构建和监测点三维坐标的获取  59-61
  5.5 精度分析  61-62
  5.6 本章小结  62-64
6 结论和展望  64-66
  6.1 结论和主要成果  64-65
  6.2 展望  65-66
参考文献  66-70
作者简历  70-72
学位论文数据集  72-73
详细摘要  73-75

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 摄影测量学与测绘遥感 > 非地形摄影测量 > 近影摄影测量
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