[发明专利]基于摄影测量的边坡全域沉降检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于摄影测量的边坡全域沉降检测方法，其特征在于，包括：

步骤S1、根据边坡特征现场布设并测量像控点；

步骤S2、利用摄影设备对边坡进行拍摄，根据图像构建边坡的稀疏点云信息，并利用像控点信息对稀疏点云坐标系进行校正；

步骤S3、基于稀疏点云信息生成密集点云，并利用像控点信息配准前后两期边坡密集点云信息；

步骤S4、基于高精度配准的边坡密集三维点云，生成前后两期边坡数字高程模型DEM及数字正射影像DOM，以前后两期DEM对比确定地形变化区域，其中，在前后两期DEM图像的对比过程中，包括：建立前后两期DEM图像对应关系并寻找各栅格像元的对应点，对前后两期栅格像元点的颜色、纹理、散斑、灰度特征进行对比，其中，对比结果为零值的区域为沉降无变化区，负值区域则为沉降区；与此同时，以前后两期DOM确定影像变化区域；然后将地形变化区域与影像变化区域进行叠加，通过综合分析以建立边坡沉降判译标志，然后根据该标志筛选、圈定和提取出边坡内的所有真实沉降区域，获得包含位移量和方向的位移矢量，将位移矢量表示为二维平面场得到边坡的平面沉降场。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

步骤S5、在确定真实沉降区域后，通过前后两期边坡对比，计算各沉降区域的沉降量。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，从GPS-RTK测量技术、全站仪测量技术中筛选出匹配的像控点测量方法，或以GPS-RTK测量技术结合全站仪测量技术确定组合的像控点测量方法。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，在利用摄影设备对边坡进行拍摄时，图像的旁向及航线重叠率都大于60％；并采用从运动结构法，将图像生成为稀疏三维点云，或通过自动空三测量、区域网平差处理生成边坡的稀疏三维点云；且利用步骤S1中布设和测量的像控点，优化并校正边坡稀疏三维点云到真实的平面坐标系统。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，在基于稀疏点云信息生成密集点云的过程中，包括：

步骤S31、对校正的边坡稀疏三维点云进行去噪处理，包括去除孤立点云、去除真实地形表面覆盖物点云，优化生成反映真实地形的边坡稀疏三维点云；以及

步骤S32、利用多视角立体视觉系统对稀疏三维点云进行插值计算生成边坡密集三维点云，再利用无变形且易识别区的像控点信息消除边坡外稳定无变化区的点云位置差异，对前后两期边坡三维点云进行最终的精确配准。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，采用图像差值法中的单波段比较、特征指数比较、或图像变换法中的主成分分析对比前后两期DOM文件获取边坡范围内的影像变化区域。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述S5步骤中，包括：

加载边坡的平面沉降场，计算所有负值栅格值之和的绝对值，再分别乘以每个栅格单元面积，获得边坡在前后两期之间由于沉降引起的坡体物质减少体积。

8.一种基于摄影测量的边坡全域沉降检测系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至7任一方法所对应的步骤。