近景摄影测量在桥梁变形监测中的应用

近景摄影测量在桥梁变形监测中的应用主要内容•近景摄影测量的发展及应用•近景摄影测量的的优势•近景摄影测量的基本原理•近景摄影测量应用于桥梁变形监测的实施步骤近景摄影测量的发展及应用•近景摄影测量的发展在国际上已经有五六十年的历史。近景摄影测量技术已经日臻完善，目前已经广泛应用于建筑工程、航空航天技术、汽车制造、医学、古建筑与古文化研究、考古等各个领域。•近十年来，近景摄影测量在隧道、桥梁、大坝、滑坡及高层建筑变形监测等方面也得到了广泛应用近景摄影测量的的优势①是一种瞬间获取被测物体大量物理信息和几何信息的测量手段。②是一种非接触性量测手段，不伤及测量目标，不干扰被测物自然状态。③适合于动态物体外形和运动状态测定的手段，是一种适用于微观世界和较远目标的测量手段。④可提供基于三维空间坐标的各种产品，包括各类数据、图形、图像、数字表面模型以及三维动态序列影像等。近景摄影测量基本原理•使用专门的量测和非量测相机，近距离对被摄对象从不同摄影站分别摄影，获取对象体具有一定重叠度的立体图像，并采用常规测量手段获得影像特征点（专用测量标志或目标特征点）的三维坐标来确定被摄对象的形态、大小、性质和几何位置。近景摄影测量获取被摄对象三维坐标的解析处理方法：空间后方交会—前方交会解法相对定向—绝对定向解法光线束法平差解法直接线性变换解法控制点的像点坐标待定点的像点坐标其它内页、外业数据最小二乘𝑉𝑇𝑃𝑉为最小解求观测值的最或是值共线方程误差方程求出物方空间坐标光线束法平差解法观测值实施步骤•选取摄影机•选取标志点•布设标志点•获取控制点坐标•采集数码影像•重建桥梁三维型•点、线的量测摄影机的选取•摄影机是近景摄影测量外业作业阶段的关键设备，借助摄影机可获得被测物体的照片或底片然后应用于摄影测量的后期处理阶段。摄影机大体上可分为两类：量测摄影机和非量测摄影机。选取摄影机选取标志布设标志点获取控制点坐标采集数码影像重建桥梁三维型点、线的量测精度分析标志的选取人工标志多为平面形，但也有球形标志。平面标志通常选用黑白相间的颜色，球形标志适用于从多个角度拍摄目标物，以至环绕目标来拍摄或测量的情况。选取摄影机选取标志布设标志点获取控制点坐标采集数码影像重建桥梁三维型点、线的量测精度分析标志点的布设•根据变形监测任务，选取桥侧面及桥墩中心作为标志点布设的位置，获取标志点处的坐标值以用来监测桥面的平面位移。选取摄影机选取标志布设标志点获取控制点坐标采集数码影像重建桥梁三维型点、线的量测精度分析获取控制点坐标在点A（0，0，0）上架设全站仪，以点B为后视点，对控制点1、2、3、4…9进行观测从而得到控制点的坐标值。（控制点的坐标值为独立坐标系下的坐标值）选取摄影机选取标志布设标志点获取控制点坐标采集数码影像重建桥梁三维型点、线的量测精度分析采集数码影像•为了拍摄高质量的影像，在野外影像采集过程中需要遵循一定的规则:①选取适当的拍摄角度。②至少拍摄同一目标物的三张像片，尽量使三张相片包含所有的特征点。③保证像片之间有较高的重叠度，尽量让相邻两张相片里出现足够多的同名点。④在实地量测两特征点之间的最大距离。选取摄影机选取标志布设标志点获取控制点坐标采集数码影像重建桥梁三维型点、线的量测精度分析软件操作流程•进入Photomodeler软件界面，新建一个工程文件•将所拍摄的影像导入到软件中•对像片上特征点、线进行匹配•确定目标物外方位元素，检查各项误差。•进行物体的立体影像恢复，建立目标物三维模型选取摄影机选取标志布设标志点获取控制点坐标采集数码影像重建桥梁三维型点、线的量测精度分析点、线的量测•任选三个控制点，例如：3、6、8，输入控制点坐标与三维模型上对应的控制点进行匹配，建立统一坐标系，然后进行特征点、线的量测•根据量测出的特征点、线以及恢复的立体模型纹理，来进行桥梁各个部位的检测•用测量出的结果以及恢复的立体模型，由测量出的特征点可以进行桥梁的的支点、1/4点、跨中的坐标与设计的坐标比较选取摄影机选取标志布设标志点获取控制点坐标采集数码影像重建桥梁三维型点、线的量测精度分析精度分析•全站仪进行的桥梁特征点的量测能够达到很高的精度，所以可以将软件量测坐标与全站仪量测坐标对比，以验证地面摄影测量用作变形监测的精度。•将通过立体模型量测出的1、2、4、5、7、9六个点的坐标与全站仪量测坐标对比，可以得出人工标志点的坐标精度在1cm左右，精度较高，适用于桥梁的检测。选取摄影机选取标志布设标志点获取控制点坐标采集数码影像重建桥梁三维型点、线的量测精度分析