[发明专利]三维地貌观测方法

摘要

一种可对三维沟坡微地貌进行实时观测的方法，属于地形测量领域。其特征是通过地形定位装置向被测沟坡面发射激光定位线和激光定位点斑：激光定位线实时跟踪地形变化和定位地形空间位置，激光定位点则作为地貌录像截图尺寸率定和变形校正的控制点；利用图像数据采集装置实时采集沟坡面点群的空间坐标信息；通过在观测录像中截取沟坡地形发生变化时刻前后的地貌图像，经计算机软件处理后，形成沟坡地形变化时刻前后的数字模型，最终实现对三维沟坡微地貌任意时刻的非接触式定量观测。适用于沟坡微地貌变化过程的定量化研究，特别适合于沟坡重力侵蚀过程的定量化研究。

主权项

一种三维地貌观测方法，利用三维地貌观测装置，实时获取被测沟坡面(13)点群的空间坐标信息，经计算机(6)软件处理后，形成被测沟坡数字模型，实现对三维沟坡微地貌任意时刻的非接触式定量观测；其特征包括如下步骤：1)截取沟坡重力侵蚀发生时刻前后的地貌图像，分别建立重力侵蚀发生时刻前后的沟坡数字模型，根据模型查询沟坡坡体的体积，重力侵蚀发生前后的坡体体积差，即为当次重力侵蚀量；2)一字线型激光模组(1)向被测沟坡面(13)以一定角度发射一组相互平行且连续的扇形面激光(12)，与沟坡面(13)相交形成一组可见激光线，对沟坡地形进行实时跟踪和定位；点斑式激光仪(17)向被测沟坡面发射出一组相互平行且与扇形面激光(12)平面垂直的激光线，与沟坡面(13)相交形成一组激光定位点斑，激光定位点斑在扇形面激光(12)平面上相对位置不变，作为地貌截图尺寸率定和变形校正的控制点；3)依据激光定位点斑的已知设定的坐标值对地貌截图进行尺寸率定和变形校正，导入到计算机(6)中，对激光定位线(14)进行赋值后转化为等值线，对等值线进行插值处理，形成沟坡数字模型，实现沟坡模型的相关数字产品输出；4)在垂直于扇形面激光(12)平面方向安装摄像机(4)，摄像机(4)上带有激光瞄准仪(16)，激光瞄准仪(16)可发射出轨迹激光线(18)；轨迹激光线(18)平行于摄像机主光轴(5)，辅助调节摄像机主光轴(5)的方向，使摄像机主光轴(5)与扇形面激光(12)垂直；摄像机(4)实时采集沟坡面(13)点群的空间坐标信息；所述的三维地貌观测装置，由地形定位装置和图像数据采集装置组成；地形定位装置向被测沟坡面(13)发射激光定位线(14)和激光定位点斑(19)，图像数据采集装置实时采集沟坡面(13)点群的空间坐标信息；地形定位装置由测桥、激光定位点斑(19)发射装置和稳压直流电源(20)组成，图像数据采集装置由计算机(6)和带激光瞄准仪(16)的摄像机(4)组成；测桥由一字线型激光模组(1)、激光模组微调支架(2)、测桥主梁(7)、测桥盖板(8)和供电线路(3)组成，激光定位点斑(19)发射装置由点斑式激光仪(17)和固定支板(21)组成。