基于数字近景摄影测量的裂隙岩体结构面几何信息的快速测量

查明裂隙岩体结构面的空间分布是工程岩体稳定性评价、渗流场突水分析的基础。目前人工皮尺罗盘接触测量结构面信息的方法，费力、费时、低效，且受现场条件限制采集的信息不够全面。因此，研究用数字近景摄影测量快速、高效、全面采集岩体结构面信息的方法，开辟结构面信息获取的新途径。. 分别以岩质边坡和隧道为研究对象，运用大地测量学、摄影测量学、计算机视觉等建立岩体结构面的三维模型，结合空间几何、方位概念、投影变换等理论获取结构面的产状、迹长、间距、隙宽等几何信息，并利用测量误差理论进行精度分析。通过研究，得到基于数字近景摄影测量快速获取裂隙岩体结构面几何信息的精度、作业方法及作业系统，以改变传统的人工接触测量结构面信息的高耗低效、获取信息不全面的现状，快速提供大量真实、可信、扎实的基础数据进行岩体稳定性评价，满足现代快速施工需求。

查明裂隙岩体结构面的空间分布是工程岩体稳定性评价、渗流场突水分析的基础。目前人工皮尺罗盘接触测量结构面信息的方法，费时费力、高耗低效，且受现场条件限制采集的信息不够全面（如高陡边坡），使得表征现场岩体裂隙分布规律所依赖的基础数据不扎实而影响稳定性分析评价工作。为此，应用测绘科学中能快速遥测目标体三维信息的数字近景摄影测量技术，进行岩体结构面几何信息的快速测量，以改变人工现场接触测量的缺陷，开辟岩体结构面几何信息获取的新途径。. 以裂隙岩体边坡和隧洞为研究对象，采用“控制测量—数码摄影—影像处理—信息提取—精度分析”的过程思路，进行基于数字近景摄影测量的岩体结构面几何信息的快速测量研究。1）运用大地测量学进行控制测量：针对高大边坡和隧洞，在导线测量基础上，采用全站仪空间前方交会及免棱镜全站仪极坐标测量法进行坡面及洞壁的控制测量，获取控制点坐标及其精度；针对低矮边坡，设计并制作了活动控制系统，该系统具有携带方便、结构稳定、能够快速拼装并有效配合数字近景摄影测量发挥高效控制作用。2）运用摄影测量技术获取目标体影像，运用计算机视觉进行普通数码相机的标定及影像畸变校正：获取了不同摄影方式、摄影距离、摄影基线下的精度，研发了基于棋盘格网和三维控制场的数码相机标定及影像校正系统，该系统可实现普通数码相机的快速标定和影像的畸变校正，标定参数的精度在0.5个像素内。3）分别采用数字摄影测量工作站VirtuoZo和Lensphoto处理影像，建立目标体的三维模型，获取了模型的点位测量精度；4）运用空间几何、方位概念、投影变换等理论建立基于空间坐标的结构面迹线、产状、间距的解算模型，获取结构面的迹长、产状、间距信息。5）利用测量误差理论对获取的产状信息进行内、外符合精度分析，进一步检验成果的可靠性并使人们对该方法获取产状的精度有定量认识。6）采用计算机编程实现了基于VirtuoZo的岩体结构面信息测量系统的设计与开发，该系统集成了结构面信息测量的数据管理和处理工作，使作业流程更加方便、简化。. 通过研究，得到基于数字近景摄影测量快速获取边坡岩体结构面几何信息的作业方法及精度，以改变传统人工接触测量结构面信息的高耗低效、获取信息不全面的现状，快速提供大量真实、可信、扎实的基础数据进行工程岩体稳定性评价，满足工程快速施工需求。