[发明专利]基于摄影测量技术的地质编录系统及编录方法

说明书

本发明提供基于摄影测量技术的地质编录系统及编录方法。所述地质编录系统包括：倾斜摄影模块，用于从空中不同角度拍摄目标地质结构的影像数据；近景摄影模块，用于从地面不同角度拍摄所述目标地质结构的影像数据，以补充所述倾斜摄影模块的拍摄盲区；影像处理模块，用于根据所述倾斜摄影模块拍摄的影像数据及所述近景摄影模块拍摄的影像数据建立三维实景模型；数据处理模块，用于根据所述影像处理模块建立的三维实景模型进行地质编录。本发明在影像采集时结合了倾斜摄影与近景摄影的双方优势，大大提高了影像采集的效率与质量，有助于高清晰度、高精确度地还原目标地质结构的三维实景模型并进行产状分析与编录。

技术领域

本发明涉及地质编录技术领域，特别是涉及基于摄影测量技术的地质编录系统及编录方法。

背景技术

工程地质编录相当于大比例尺地质测绘，是施工地质工作中最重要、最基本的工作，是对岩石开挖面进行地质观察和描述，记录地层、结构面及地质特性的技术过程。传统的地质编录都是以地质素描为主，依靠人工现场勘测，绘出地质结构线并量测产状。该方式手段落后，内业工作繁琐，并且受现场地质人员素质、个人习惯差异的影响，使得地质编录成果滞后，有时还会发生失实现象。此外，受现场施工条件、作业环境的影响，留给现场地质编录的作业时间越来越短，有时现场作业人员具有一定的安全隐患与风险，同时编录工作中需要投入大量的人力、物力和时间。

为了改进传统地质编录手段，将摄影技术应用于地质编录的方法是近年来备受关注的地质编录方法，目前该方法在国内外都处于尝试阶段，国内一些设计单位及高校投入了大量的研究和应用，主要通过近景摄影测量技术，使用定制的量测相机或者普通数码相机进行影像拍摄，并自主开发影像处理软件，形成数字摄影地质编录系统。但根据实际应用的情况来看，现有的应用系统并不成熟，主要表现在以下几个方面：

首先，影像的获取受相机的像素、拍摄位置、拍摄角度、拍摄距离等因素的影响。近景摄影受限于现场条件，往往很难拍摄到没有盲区的高清影像，这对地质解译和地质测量十分不利，局部、细部地质现象无法得以体现。

其次，现有的摄影地质编录系统的影像处理软件通常是自主研发，一般只是对获得的影像进行几何纠正、镶嵌等处理，也有基于商用的摄影测量软件如“VirtuoZo”等，但是这些处理软件都未能很好地解决重建现场高精度三维模型的问题，有的软件处理成果甚至不具备量测坐标信息。构造地质学中解算产状最基本的方法是三点法，即根据结构面上不在一条直线上的三个点的空间坐标来计算该结构面的产状。要获取任意结构面上的三个点，必须先将拍摄的影像重建成高精度三维模型，才能识别出跟现场一致的任意结构面，进而获取面上的点。

最后，现有摄影地质编录系统没有很好地解决坐标定位问题，也就是像控点的坐标采集问题，有的系统通过改装测量设备使设备既能拍摄影像也能测量坐标，有的系统则另外通过全站仪引测。无论哪一种都需要在工程区域有控制点进行引测，所需时间较多，导致效率较低，不满足现场可利用作业时间短的特点要求。

综上所述，如何将摄影测量技术成熟、高效地运用到地质编录成图中成为一个亟待克服的新课题。该技术需能快速、准确、无盲区地拍摄开挖面高清影像，高精度、高清晰地重建高陡边坡实景三维模型，以供给专家组进行分析，最终达到节省人力、提高效率、降低风险的目的。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供基于摄影测量技术的地质编录系统及编录方法，用于解决现有技术中的以上问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于摄影测量技术的地质编录系统，包括：倾斜摄影模块，用于从空中不同角度拍摄目标地质结构的影像数据；近景摄影模块，用于从地面不同角度拍摄所述目标地质结构的影像数据，以补充所述倾斜摄影模块的拍摄盲区；影像处理模块，用于根据所述倾斜摄影模块拍摄的影像数据及所述近景摄影模块拍摄的影像数据建立三维实景模型；数据处理模块，用于根据所述影像处理模块建立的三维实景模型进行地质编录。