[发明专利]基于摄影测量的边坡全域沉降检测方法及系统

说明书

本发明涉及边坡监测技术领域，公开一种基于摄影测量的边坡全域沉降检测方法及系统，以提高便捷性和精准度。方法包括：根据边坡特征现场布设并测量像控点；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；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；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，并以前后两期DOM确定影像变化区域；根据地形变化区域和影像变化区域得到真实沉降区域。

技术领域

本发明涉及边坡监测技术领域，尤其涉及一种基于摄影测量的边坡全域沉降检测方法及系统。

背景技术

我国是滑坡等自然灾害的高发区，由于地质结构的不稳定性，常因地质变化引发滑坡，对社会经济建设和发展造成巨大危害。目前，常通过应力应变及位移变形监测，来判断其稳定状况。其中位移变形监测通过定期检测边坡变形情况，可以判断其稳定状态，并预估是否可能会发生危险。对于位移变形监测，目前最常用的方法有GPS、三维激光扫描法，此外还有无人机靶向检测技术。然而GPS法的精度受到气候影响，误差可达十米量级，精度很难达到工程实践应用的需求；三维激光扫描法则需要用激光逐个扫描目标，所需时间较长，对于大规模边坡，测站点的选取也将受到影响；无人机靶向检测技术虽然检测的精度较高，但仅能获取个别点位的信息，无法获取全域信息。

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种基于摄影测量的边坡全域沉降检测方法及系统，使其作业方式更加灵活，外业工作强度小，非接触的获取较为精确的边坡全域的沉降变形情况。

发明内容

本发明目的在于公开一种基于摄影测量的边坡全域沉降检测方法及系统，以提高便捷性和精准度。

为达上述目的，本发明公开基于摄影测量的边坡全域沉降检测方法，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(Digital Elevation Model)及数字正射影像DOM(Digital Orthophoto Map)，以前后两期DEM对比确定地形变化区域，并以前后两期DOM确定影像变化区域；根据地形变化区域和影像变化区域得到真实沉降区域。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，所述步骤S4中，包括：