实验地貌的观测方法讨论-论文.pdf

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1、测绘科学V01．37No．2第37卷第2期ScienceofSurveyingandMappingMaL2012年03月实验地貌的观测方法讨论王书芳①。徐向舟①，徐飞龙②(①大连理工大学水利工程学院，辽宁大连116024；②惠州市华禹水利水电工程勘测设计有限公司，广东惠州516003)【摘要】实验地貌观测方法的选择直接影响试验观测的精度和效率。数字近景摄影测量技术具有较高的观测精度和效率，其设备简单易操作且成本相对较低，但观测精度仍需结合传统手段进行率定和校核；点云式激光扫描技术使用范围广、精度高，但设备制作成本高、数据处理量大，等值线武激光扫描技术克服了上述缺点；超声波地形仪多用

2、于水下地形观测，应用范围及效率精度有待改进。实验地貌观测技术未来的研究趋势应朝着高精度、高效率、操作简便的方向发展。【关键词】实验地貌；数字近景摄影；三维激光扫描；超声波技术【中图分类号】P258【文献标识码】A【文章编号】1009—2307(2012)02-0149-04较成熟，如美国GSI公司的V-STARS系统、挪威Metronor公1引言司的Metronor系统和德国AICON3D公司的DPA—Pro系统等。Rieke—Zapp[white_7_实验地貌学是在严格监测和一定控制条件下，对被选、、0hnishi_8等人已将近景摄影测量技择的地貌体或地貌特征进行自然观测或模型实

3、验研究的地术运用于坡面形态的模型试验及现场观测中。我国的李清泉貌学分支⋯。在地貌实验观测和模型的建立中，精密的观等利用线结构光扫描获取目标3维信息，并采用网格算法在测仪器是试验质量的保证，尤其进行小尺度模型试验的制600ITln×4O0mm的测量范围内对全部384个标定点数据进作和观测时，细小的误差都会对其产生较大的影响。传统行精确处理，但数据处理工作量很大。柯涛、张祖勋等基的接触式观测方法如水准仪、经纬仪、全站仪等单点量测于“多基线数字近景摄影测量原理”提出的“旋转多基线数方法耗时长、效率低；随着光电技术、超声波技术及图形字近景摄影测量”技术，不仅提高了近景摄影测量的交会精处理技

4、术的发展，一些高效率、高精度、自动化、非接触度，同时解决了大交会角影像难以实现自动匹配的困的观测仪器研制成功并已应用到实验地貌的观测试验中。难_1j。数字近景摄影测量技术可以及时记录不同时刻监测如何运用这些新技术解决地貌演变试验中不断出现的新问体的状态并能将数据长期保存，便于后期核查和处理；且数题(如沟坡重力侵蚀的定量观测)，是量测工程中亟需研究码相机调焦范围大，还可满足连续摄影、高速摄影、全景摄的一个重要课题。影等专业特殊要求，在大范围全景观测有显著优势，已成功应用于采矿区地表变形、塌陷区沉陷监测研究等。2主要观测方法介绍数字近景摄影测量技术观测成本较低、效率高、观测在地形测量领

5、域研究中，随着科学技术的迅速发展，设备简单易操作，为实验地貌的三维观测提供可能，但这地形测量方法已由传统的水准仪加经纬仪的单点接触式测种方法的测量精度主要取决于摄像机镜头畸变及立体匹配量方法发展到三维激光扫描、超声波测量、近景摄影测量所引起的误差，因此仍需结合传统手段采用线性或非线性以及遥感影像、雷达交叉干涉成像等快速高效的测量方法。的方法对摄像机进行标定。此外，控制点的布设对最后成目前，这些先进的观测技术已逐步应用于小范围实验地貌果的精度影响很大，在使用软件系统处理时最理想的状态观测中，比较成熟的观测方法有数字近景摄影测量、三维是设置足够的控制点并尽可能地布置在被摄物体的周围，激

6、光扫描、超声波测量等。然而实验过程中这是很难实现的。2．1数字近景摄影测量法2．2三维激光扫描技术近景摄影测量是基于透视几何理论，运用两个或多个三维激光扫描技术是采用激光技术记录并处理物体表摄像头近距离(距离小于100m)获得目标图像信息，通过面点坐标而得到其三维模型。它可分为点云式和等值线式透镜和目标物体间三维位置计算目标点群的三维空间坐标。两种形式，其应用实例见表2。近年来，基于计算机视觉的自动数据获取与处理技术以及点云式三维激光扫描方法是通过远距离扫描，直接将快速准确的数据解译、三维重建技术，发展了数字近景摄室内外各种地貌模型及实物信息以三维数据形态的方式量影测量技术。数字近

7、景摄影测量技术为详细的地貌测量生化到计算机中，然后进行目标的综合测绘、三维建模、立成提供了一种有效的方法，其显著的优点是能够自动化获体编辑及分析处理等后处理工作。传统的接触式测量仪器取高密度的DEM测量数据J，观测速度远远高于全站仪及不易测量出实验地貌的细微变化，而高分辨率三维激光扫电子测距仪。描仪却能有效测量河道侵蚀状况和沉积变化体积。黄河数字近景摄影测量技术外业工作量小、不易受温度变水利科学研究院引进法国MENSI公司的GS200激光扫描仪化、振动等外界因素的干扰