近景摄影测量在桥梁变形监测中的应用

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1、重庆交通大学硕士学位论文近景摄影测量在桥梁变形监测中的应用姓名：梁菲申请学位级别：硕士专业：大地测量学与测量工程指导教师：曹智翔;谢征海20100401摘要近景摄影测量是通过摄影和随后的图像处理以获取被摄目标形状大小和运动状态的一门技术。凡是可以摄取其影像的目标，均可作为近景摄影测量的对象，以获得目标物上点群的三维空间坐标，以及基于这些空间坐标的长度、面积、体积等。近景摄影测量的优点在于它兼有非接触性量测手段，不伤及被测物体，信息容量高且易存储，精度高，速度快，信息可重复使用。这些优点使得该技术特别适用于测量包含有大

2、量测量点位的目标物，躲避危险环境而远离摄影对象等情况。作为近景摄影测量的一种摄影设备——数码相机以其低廉的价格、成熟的技术已经得到了越来越广泛的应用。利用数码相机实现非接触的摄影测量也引起了多领域的专业学者越来越多的关注和研究。本论文即研究利用未检校的数码相机实现三维量测的基本理论与方法，并将其应用于桥梁结构的变形监测当中。本文从近景摄影测量的基本理论入手，分析数码相机的成像几何模型并选取合适的解析方法对相机进行内方位元素和镜头光学畸变差的检校。基于数码相机的摄影测量在获取目标物的影像时不可避免的要布设人工标志来识别

3、物体的特征点或待测点。本文在研究了人工标志的选取和布设后，结合本次实验的实际拍摄环境选取了较为合适的人工标志。在遵循外业采集影像的原则对实际目标物进行了影像的获取后，利用专业的建模和测量软件PhotoModelerPro5对所摄影像进行处理，通过标定特征点、线，进行同名像点的匹配，将实地所用坐标系引入软件系统，进而量测特征点的三维坐标，还可进一步建立桥梁的三维立体模型并将其纹理赋予表面。论文结尾针对完成的工作进行了总结并概括了结论，同时对进一步的研究工作提出了展望。关键词：近景摄影测量；桥梁变形监测；非量测数码相机的

4、检校；数码影像获取；数据解析处理；三维建模ABSTRACTDigitalClose—rangePhotogrammetryissuchatechnologythattogetthesizeandmotionsoftheobjectsbyusingphotographyandimageprocessing．AllCanbephotographiedaretheobjectsofDigitalClose—rangePhotogrammetry,inordertOget3dcoordinatesofpointcluster

5、ontheobjectsandlength,areaandbulkoftheobjectinthe3dframeofaxes．DigitalClose-rangePhotogrammetryisnon-contactmeasurementmethod，itwillnotdamagethetargetandhaveahighinformationcapacity,themessageCanbeeasilystoredandbereused，ithasahighaccuracy，hi曲speed．Thistechniqu

6、eisespeciallysuitableformeasuringtheobjectscontaininglargepointsorthoselocatedatdangerousposition．Digitalcamera,asaphotographicdeviceofDigitflClose-rangePhotogrammetry,砸tllitslowprices，maturetechnology，hasbeenappliedmoreandmore．Usingdigitalcamerasastheequipment

7、forphotographyalsoattractedmoreandmoreconcemandresearchofscholarsinmanyfields．Thispaperstudiesonthebasistheoryandmethodofrealizingthree-dimensionalmeasurementbasedonuncalibratedigitalcamera,andappliestheresultstothedeformationmeasurementofbridgestructure．Thecon

8、tentsofthispaperaregivenasfollows：firstthispapergivesthebasictheoryofDigitalClose·rangePhotogramrnetry．Thendigitalimaginggeometricmodelofcameraareanalysisedandthesuitablemet