[發明專利]一種基于全景影像的危巖落石調查方法

有效

• 申請號: 201410003283.5
• 申請日: 2014-01-02
• 公開（公告）號: CN103759713A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 馮光勝;李海亮;高山;曹柏樹;陳世剛;李東黎;劉善勇;岳永興;汪繼峰;陳愛云
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

技術領域

本發明涉及一種危巖落石調查方法，具體涉及一種基于全景影像的三維危巖落石調查、信息提取方法。

背景技術

危巖落石是山區重要的地質災害之一，具有災害點多、分布面廣、突發性強、難以預測等特點。在山區鐵路、公路工程項目建設中，危巖落石調查是工程勘察的一項重要內容，同時既有鐵路、公路路塹邊坡也需定期進行危巖落石的調查。通過危巖落石調查，確定線路附近危巖落石的分布位置、規模及對工程危害影響大小。

傳統危巖落石調查方法以人工調查為主輔以航、衛片解譯，該方法存在外業工作量大、效率低、精度差、安全隱患大等缺點；傳統遙感解譯是在二維平面解譯，解譯成果需多次轉繪，解譯精度較低，難以滿足對工程建設質量、安全和效率要求不斷提高的需要。

本單位原有基于通過機載激光雷達實現危巖落石信息的提取、量化分析與危險性評估，通過機載激光雷達掃描精確獲取覆蓋工程所在區域的三維點云與影像，通過激光點云數據處理等步驟并建立數據庫；激光點云和數碼影像之間的交互處理步驟較為繁瑣，數據處理量大。

發明內容：

發明提供一種利用工程建設區域的全景影像在高精度數模的支持下，實現危巖落石三維調查的一種方法?？朔藗鹘y調查方法存在的缺點，且有效提高了勘察效率和精度?；谌坝跋竦娜S危巖落石調查方法是直接利用高分辨率的數碼成像設備對工作區進行水平和垂直兩個方向的旋轉拍攝，通過全景拼接合成一幅包含全部場景的影像，再經過全景影像的定向、建模，實現數字高程模型下的全景影像三維瀏覽、量測、矢量提取以及危巖落石的信息提取，成果可直接成圖，將提取的危巖落石信息如邊界、尺寸、類型等信息展繪到地形圖上，無需人工轉繪，并生成危巖落石設計處置橫斷面。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種基于全景影像的危巖落石調查方法，其特征在于方法包括如下步驟：(1)根據現有的工程勘察資料確定工程沿線含有危巖落石的區域作為工點；(2)在工點布設控制點，并獲取工點的影像；(3)拼接影像得到工點的全景影像；(4)全景影像定向：求解全景影像在工程坐標系下的單位球心位置及姿態參數；(5)建立全景影像可量測的三維可視化環境：建立工點的數字高程模型DEM；依據姿態參數及單位球心位置繪制單位球；先將全景影像映射并繪制到單位球上得到全景單位球，然后將數字高程模型DEM和全景影像單位球在三維環境中繪出，并將視點中心設置在單位球中心，得到全景影像可量測的三維可視化環境；(6)識別并提取危巖落石信息：基于步驟(5)建立的全景影像可量測的三維可視化環境識別危巖落石，然后依據如下的方法提取危巖落石信息：通過全景影像可量測的三維可視化環境中全景單位球和數字高程模型DEM間的幾何關系，解算待測目標點位置；(7)提取步驟(6)所識別的各個危巖落石所在位置的橫斷面線，并將危巖落石信息標注于輸出的橫斷面線上。

較佳地，步驟(2)中控制點均勻分布于工點，其在工程坐標系下的真實坐標(X,Y,Z)，通過無合作目標全站儀進行測量，量測精度高于5cm；利用數碼成像設備對工點在水平和垂直兩個方向旋轉拍攝序列影像，各序列影像間具有20%以上的重疊度，影像分辨率應高于5cm。