[發(fā)明專利]一種基于無控攝影測量的邊坡變形監(jiān)測方法

有效

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• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113587834B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設計）人: 李會中;肖云華;梁梁;崔慧斌;李仁江;葉圣生;蔣樹;海震;付調金;張永昌;曾立;張卜仁
• 申請（專利權）人: 長江三峽勘測研究院有限公司（武漢）
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

本發(fā)明公開了一種基于無控攝影測量的邊坡變形監(jiān)測方法，該方法包括以下步驟：采用無人機獲取覆蓋監(jiān)測對象的影像數(shù)據(jù)作為首期影像；根據(jù)采集的影像，生成監(jiān)測對象的三維實景模型、正射影像、三維點云；選取監(jiān)測對象外圍的若干特征點并提取坐標，作為后期數(shù)據(jù)處理的控制點；選取監(jiān)測對象內部的n個特征點并提取坐標，作為后期變形量分析的基準點；生成T0期DEM高程數(shù)據(jù)，作為后期DEM分析的基準數(shù)據(jù)；后期影像獲取及后期相同特征點與首期的分析對比。本方法無需埋設儀器及布置相控點，只需通過對比不同期次的影像特征，即可進行變形監(jiān)測分析、獲得相應數(shù)據(jù)，可有效解決傳統(tǒng)災害體應急搶險過程中無實時數(shù)據(jù)支撐、或變形數(shù)據(jù)獲取成本高風險大的弊端。

技術領域

本發(fā)明涉及巖土體變形監(jiān)測技術，尤其涉及一種基于無控攝影測量的邊坡變形監(jiān)測方法。

背景技術

目前常用的以上監(jiān)測手段大多為接觸式監(jiān)測，需在監(jiān)測對象上完成儀器安裝才可進行數(shù)據(jù)的采集；而諸如InSAR技術、地基InSAR、三維激光掃描雖為非接觸式監(jiān)測方法，但或精度不高、或儀器成本投入大導致其應用程度不高。近年來攝影測量技術發(fā)展迅猛，亦廣泛應用于巖土體的變形監(jiān)測，如發(fā)明專利“基于無人機的地面變形監(jiān)測方法”、需要布設控制點，前期需完成相關接觸式工作準備才能完成期非接觸監(jiān)測的目的；諸如發(fā)明專利“一種基于無人機多期影像的巖土體位移監(jiān)測方法”需變形監(jiān)測對象變形前后地表整體特征變化不大，才能完成相關的監(jiān)測分析。

災害體的變形失穩(wěn)一般經(jīng)歷初始變形、等速變形、加速變形及臨滑變形幾個發(fā)展階段；在加速變形或臨滑變形以前，災害體一般不會突然失穩(wěn)，尚可進行相關接觸式測量儀器的安裝以獲得其變形規(guī)律、用于災害預警，而一旦災害體進入加速變形或臨滑變形后，其失穩(wěn)概率將會大大增加，此時若進行接觸式監(jiān)測會存在極大的安全風險。我國地質災害發(fā)育、國土面積寬廣，目前無法完全查明災害體的分布，更談不上對所有災害體進行變形監(jiān)測；而一些災害體只有進入加速變形或臨滑變形后，產生明顯的裂縫等才能被發(fā)現(xiàn)，此時的災害體具有失穩(wěn)風險高、變形速率大、及變形參差不齊的特點，以上現(xiàn)有的變形監(jiān)測手段或實施安全風險高、或成本投入大，均不能很好的解決災害體的變形監(jiān)測。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題在于針對現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種基于無控攝影測量的邊坡變形監(jiān)測方法。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于無控攝影測量的邊坡變形監(jiān)測方法，包括以下步驟：

1)通過無人機獲取覆蓋監(jiān)測對象的影像數(shù)據(jù)，作為首期影像數(shù)據(jù)，記為T0期影像數(shù)據(jù)；所述獲取的覆蓋監(jiān)測對象的影像包含變形區(qū)和穩(wěn)定的不動區(qū)；

2)根據(jù)采集的影像，生成監(jiān)測對象的三維實景模型、正射影像、三維點云；

3)根據(jù)生成的三維實景模型，選取監(jiān)測對象外圍的多個特征點并提取坐標，作為后期數(shù)據(jù)處理的控制點；

所述控制點作為后期采集的影像數(shù)據(jù)的坐標基準；

4)根據(jù)三維實景模型、正射影像，選取監(jiān)測對象內部的n個特征點并提取坐標，作為后期變形量分析的基準點；

5)根據(jù)T0期三維點云生成T0期DEM(Digital?Elevation?Model)高程數(shù)據(jù)，作為后期DEM分析的基準數(shù)據(jù)；

6)采用T0期采集影像的相同方法，根據(jù)設定時間間隔周期，采集T1至Tn期影像數(shù)據(jù)；

7)對T1至Tn期影像數(shù)據(jù)進行處理，以T0期獲取的監(jiān)測對象外圍的控制點的坐標作為坐標基準，同樣生成三維實景模型、正射影像、三維點云；

8)根據(jù)T0期所定特征點的影像特征，結合三維實景模型、正射影像獲取相同基準點在T1至Tn期的坐標；

9)根據(jù)T1至Tn期對應的三維點云生成T1至Tn期DEM高程數(shù)據(jù)；