影像测量技术在隧道监测中的应用.pdf

《影像测量技术在隧道监测中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、城市建筑┃隧道•铁路┃URBANISMANDARCHITECTURE┃TUNNEL•RAILWAG影像测量技术在隧道监测中的应用■庞铁军[摘要]影像测量是属于高精密测量检测，用途非常广泛，量的优越性。的数学模型比较复杂，最终点位精度取决于相对定而且涉及到的应用领域相对来说也比较多，广泛应用在各因为隧道横截面上的监测点和控制点在同一个向和绝对定向的精度，用这种方法的结果不能严格种不同的精密产业中。它解决了一般传统投影仪的不足点，水平面上，采用数字近景拍摄测量的方法进行测定表达一张像片的外方位元素，精度不高；DLT法没是集光、机、电、计算机图像技术收集

2、于一体的新型高精点的物体方向坐标时，可以运用相对的平面控制。有考虑内外方位元素的相关性，计算精度也不高；度、高科技测量。本文对影像测量在隧道监测中的运用进也可以经过在隧道横截面竖立特制的标准尺来测光束法平差的理论严密，精度最高，待定点的坐标行了详细地探讨。量，标准尺能够测量精确。一般只需1条标准尺，完全按最小二乘原理求解。但是为了达到确保监测点坐标的解算的精确度，在三、隧道监测实验应用[关键词]影像测量隧道监测应用研究隧道横截面两侧竖立2条或者更多的标准尺，以达1.隧道监测方案设计到接近真实的摄影比例尺度，并且独立坐标系的建现场隧道横截面尺寸大约是

3、14m×6m，紧接着隧道开挖后，围岩应力及环境条件将发生很大立也能起到有效控制检校的作用。横断面间距大约为5m，每一个断面分布5个监测点，的变化，以致围岩和周边支护有一定的位移。围岩在拍摄过程中，相机保持相机的内方位元素不并分别进行观测大约4个周期。在隧道现场拍摄时，kk和支护力学的变化所产生直接的联合反映叫做位变。若以（ui，vi）表示第i个点在第k张照片的相机架设要在约离隧道观测横截面15m左右的中心移，不论它的机理作用如何复杂，它的效应都可以影响坐标，（xi，yi，zi）表示第i点的物方空间坐位置，它的相机主光轴要垂直于横截面进行拍摄。kyk

4、k被隧道位移体现出来。对隧道内部位移进行监测，标，Rk、（xo，o，zo）分别表示第k张照片的旋要对相机位置和姿态严格控制，使它在不同周期时是了解隧道应力动态变化最直观的办法，也是隧道转矩阵和投影中心的物方空间坐标，则共线方程可所观测位置保持不变，每个横截面拍摄6张像片。稳定性判别的依据。隧道监测是检验隧道施工稳定改写为：由于隧道内部环境复杂，拍摄时使用数码相机配套性的重要依据，对隧道各施工程序衔接有着重要的的闪光灯和外置快门等辅助设备。指导意义。由于摄影测量及数码相机技术的发展与2.隧道监测方法应用进步，非量测数码相机己广泛应用于近景摄影测量（1

5、）（1）通过对同一测线在不同周期进行监控量中，使得数字近景摄影测量在工程施工安全监测领测，其收敛及拱顶沉降发生了变形，但变形值所反域拥有巨大的发展潜力。应的变化趋势一致，符合隧道围岩变形规律。在变一、影像测量技术的基本原理在空间后方交会中，位置参数主要是内、外方接近于稳定后，而且隧道的收边以及洞顶沉降变形影像测量技术是近年来发展的通过数字照片建位元素，而在光束法平差中，控制点、待定点都可误差在1～2mm之间。可以运用相对控制的单片摄立被测物3D模型，测量细部尺寸的技术。利用数字能视为观测值进行统一平差，因此在光束法平差中影测量方式，这才能够达到隧道

6、监控测量准确度的影像技术，拍摄不同角度的隧道断面照片。通过照未知参数可能包括内外方位元素、物方位点空间坐要求，使隧道监测有较大的推广应用价值。改善了片的分析，可以将隧道断面所具有的点、线、面迅标。若将物方位点分为控制点xc和待测点xu，则基施工条件，监测精度可以进一步提高。速有效地构建出三维模型，并取得测量数据。影像于光束法平差的共线条件的误差方程可写作：（2）同一测线在不同的监测周期收敛及拱顶发测量技术的基本原理是利用了空间几何中的三角变生变形，但变形反应的变化是一样的。当变形相对（2）换原理（见图1）。通过在至少两个不同位置对同一稳定时，其误差

7、在3mm左右，监测精度达到了基本其中：物体拍摄的照片，可以通过“视线“建立拍摄点与预期效果。因为拍摄环境对测量监测精确度影响较物体上同一点的三角关系。大，经过改善监测环境、增加观测数值等方法，运用相对控制的测量方法在隧道监控测量领域的研究发展空间很大。（3）四、结语影像测量隧道监控量测系统采用相对控制的单片摄影测量方式能够达到隧道监控测量精确度要图1影像测量基本原理图求，具有较高的可靠性。由于外部环境影响，采用相对控制的双像摄影测量方法比单片摄影测量监测二、影像测量数据的解析处理方法V表示像点观测值的改正数向量。精度低。在实际应用中，采用相对控制的

8、单片摄影隧道地质结构多变，主要有粉岩质泥岩、风化上式中，设第i张照片像点的个数为n，则共im测量方法具有较高的实用性。2砂