[发明专利]一种基于平行摄影的勘探洞地质编录底图生成方法

摘要

本发明一种基于平行摄影的勘探洞地质编录底图生成方法，包括平行摄影得到影像序列采用基于活动控制架的控制方式和摄影主光轴平行于洞轴线的摄影方式，沿勘探洞中轴线拍摄影像序列；影像畸变差校正和影像的单像空间后方交会计算，获得已知内、外方位元素的构像质量良好的勘探洞影像数据；影像投影纠正将消除构像畸变差影响的勘探洞原始影像投影到物方，形成物方目标影像并按照要求展开为平面，得到勘探洞单张展示影像；展示影像生成将某段勘探洞内各单张展示影像拼接起来而生成影像地质编录底图。本发明实现了对勘探洞地质信息快速、高效、准确的采集和分析处理，使编录成果形式更为丰富且易于信息化应用，并能够满足地质编录精度要求。

主权项

一种基于平行摄影的勘探洞地质编录底图生成方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤1、平行摄影得到影像序列：采用基于活动控制架的控制方式和摄影主光轴平行于洞轴线的摄影方式，沿勘探洞中轴线每隔一定的距离正对着活动控制架方向拍摄影像序列；步骤2、影像预处理：包括影像畸变差校正和影像的单像空间后方交会计算，从而获得已知内、外方位元素的构像质量良好的勘探洞影像数据；步骤3、影像投影纠正：将消除构像畸变差影响的勘探洞原始影像投影到物方，形成物方目标影像，并按照要求展开为平面，得到勘探洞单张展示影像；其中，所述的物方抽象为目标柱面；步骤4、展示影像生成：将某一段勘探洞内各单张展示影像拼接起来而生成影像地质编录底图；所述步骤1中的基于活动控制架的控制方式和摄影主光轴平行于洞轴线的摄影方式是指：将所述的活动控制架设置在勘探洞轴线上，并使其横轴与洞轴线垂直；记录活动控制架基点在勘探洞工程坐标系中的坐标：Y为0、Z是地面至活动控制架基点的距离、X根据桩号来确定；由于活动控制架主杆、横向标杆及活动控制架基点的相对位置固定，通过活动控制架基点的坐标和活动控制架六个控制点与基点间的参数值，计算得到每个控制点在勘探洞工程坐标系中的坐标，控制点与基点之间的位置参数通过高精度测量进行测定；作业员手持数码相机，从起点桩号开始，沿勘探洞中轴线每隔一定距离正对着活动控制架方向拍摄影像，每张影像内均包含勘探洞的左右壁和顶板的局部区域以及正前方活动控制架上的六个控制点；所述的一定的距离并不固定，前提是保证前后相邻影像的洞壁顶板部分有重叠区域；一个活动控制架设置站为覆盖一段勘探洞的若干张影像所共用；然后，沿勘探洞前进并重新设置活动控制架，并重复上述拍摄步骤；在所述的重复拍摄中，始终要保证前后相邻影像的洞壁顶板部分有重叠区域；所述步骤2中(2‑1)所述的影像畸变校正，是指：采用顾及径、切向变形的畸变校正模型，对原始影像进行畸变差改正，其模型公式为：Δx=(x-x0)(k1r2+k2r4+k3r6)+p1(r2+2(x-x0)2)+2p2(x-x0)(y-y0)Δy=(y-y0)(k1r2+k2r4+k3r6)+p2(r2+2(y-y0)2)+2p1(x-x0)(y-y0)---(1)]]>式中，Δx、Δy为像点坐标x、y的构像畸变差改正值；x0、y0为相机内方位元素；r为像点的向径，即k1、k2、k3、p1、p2为畸变差校正系数；(2‑2)所述的单像空间后方交会，是指：先利用角锥体法解算外方位线元素的近似值，并据此估计出外方位角元素的初始值，然后再利用共线方程解法整体平差，解算出像片外方位元素精确值。