攝影測量技術(shù)在橋梁變形監(jiān)測中的應(yīng)用研究中期報告

攝影測量技術(shù)在橋梁變形監(jiān)測中的應(yīng)用研究中期報告摘要：橋梁是國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，其安全性直接關(guān)系到人民生命財產(chǎn)安全和國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展。針對橋梁變形的監(jiān)測問題，攝影測量技術(shù)因其高精度、高效性、全自動化等優(yōu)點，已成為橋梁變形監(jiān)測中的一種重要手段。本文通過對橋梁變形監(jiān)測中攝影測量技術(shù)的基本原理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等方面的研究，初步建立了一套完整的橋梁變形監(jiān)測系統(tǒng)，并進(jìn)行了現(xiàn)場試驗和數(shù)據(jù)分析，初步得出了一些變形監(jiān)測的有效結(jié)果。但仍然存在一些問題和不足，需要在后續(xù)的研究中進(jìn)一步完善。關(guān)鍵詞：橋梁變形監(jiān)測；攝影測量技術(shù)；數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)處理；現(xiàn)場試驗。一、引言橋梁是城市現(xiàn)代化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要標(biāo)志，也是公路、鐵路、水路等交通運輸和國防建設(shè)中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)施。隨著橋梁規(guī)模越來越大、使用年限越來越長以及自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生，橋梁的安全問題越來越引人關(guān)注。因此，橋梁變形監(jiān)測成為了橋梁保持穩(wěn)定的基本要求之一。攝影測量技術(shù)具有高精度、高效性、全自動化等優(yōu)點，已成為橋梁變形監(jiān)測中的一種重要手段。本文主要研究了橋梁變形監(jiān)測中攝影測量技術(shù)的應(yīng)用，并在實際場地進(jìn)行了試驗。本文內(nèi)容主要包括：攝影測量技術(shù)的基本原理、系統(tǒng)搭建、現(xiàn)場試驗以及數(shù)據(jù)處理和分析等方面。二、攝影測量技術(shù)的基本原理攝影測量技術(shù)是以影像為基礎(chǔ)，通過計算機(jī)的數(shù)字圖像處理以及對地物高度、地形等信息進(jìn)行分析得出各類地形測量參數(shù)的技術(shù)。在橋梁變形監(jiān)測中，使用攝影測量技術(shù)可通過在橋梁兩側(cè)固定相機(jī)拍攝照片，進(jìn)而構(gòu)建三維模型，對橋梁變形進(jìn)行高精度監(jiān)測。攝影測量技術(shù)的主要原理如圖1所示。圖1攝影測量技術(shù)原理圖三、系統(tǒng)搭建為了實現(xiàn)對橋梁的高精度變形監(jiān)測，需要搭建完善的系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要包括：攝影設(shè)備、定位設(shè)備、圖像處理軟件等三大部分。1.攝影設(shè)備本系統(tǒng)使用全自動數(shù)碼相機(jī)和高清攝像機(jī)配合使用，以獲取橋梁變形前后的照片和視頻。數(shù)碼相機(jī)采用了36.3像素的全畫幅傳感器和HDR技術(shù)，可高精度還原橋梁的形變情況。高清攝像機(jī)使用兩臺，分別放置在橋梁兩側(cè)，以滿足系統(tǒng)周邊環(huán)境高清視頻的需求。2.定位設(shè)備為了確定攝像設(shè)備拍攝的各組照片的具體位置，需要使用定位設(shè)備對攝像設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確定位。本系統(tǒng)使用的定位設(shè)備包括GPS、羅盤、陀螺等，可以提供高精度的定位和轉(zhuǎn)向信息。3.圖像處理軟件本系統(tǒng)使用了一套利用三維重建技術(shù)實現(xiàn)的圖像處理軟件。該軟件可以實現(xiàn)對照片進(jìn)行三維重建、形變監(jiān)測等一系列操作。四、現(xiàn)場試驗本系統(tǒng)在某高速公路建設(shè)的橋梁上進(jìn)行了試驗，試驗中利用系統(tǒng)中的全自動數(shù)碼相機(jī)和高清攝像機(jī)對橋梁進(jìn)行了照片和視頻的拍攝，拍攝時需注意拍攝視角、拍攝時間等要素，以保證照片的高質(zhì)量。在照片和視頻拍攝完成后，需要對照片和視頻進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取橋梁的三維模型，并進(jìn)行變形監(jiān)測。五、數(shù)據(jù)處理和分析在現(xiàn)場試驗完成后，需要對拍攝的照片和視頻進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比對。本系統(tǒng)使用了位于多個視點處的三維點云進(jìn)行三維模型重建，進(jìn)而得到了橋梁的形狀信息。通過對前后拍攝的照片和視頻進(jìn)行比對，可以得到橋梁的變形情況，提供基于形變的定量評價。六、總結(jié)本文主要研究了攝影測量技術(shù)在橋梁變形監(jiān)測中的應(yīng)用，并在某高速公路建設(shè)的橋梁上進(jìn)