隧道断面数字近景摄影测量系统研究开发

目前我国的地下工程建设项目越来越多,在铁路、公路、水利、水电、矿山等隧道建设中都需要及时解决隧道断面的测量问题。隧道断面测量是确保隧道开挖安全,提高隧道开挖效率的重要因素;其质量事关隧道施工质量的验收、施工成本;同时,隧道断面测量的结果还是优化隧道设计和施工的重要依据。隧道断面测量在隧道施工中是非常必要的,对隧道施工具有指导意义。鉴于隧道断面测量有别于常规测量的独特性,研究一种快速、高效地断面测量技术在隧道的施工中具有非常重要的实际意义。 针对隧道断面测量的重要性、测量的特殊性,本文在国内首先提出采用数字近景摄影测量的方法测量隧道断面。此外,通过分析研究,国内外近景摄影测量系统都是建立在量测相机的基础上,而量测相机是专业相机,这类相机价格贵、使用复杂、不便于推广。故本文以非量测相机为基础,研究隧道断面数字近景摄影测量系统。 本文详细叙述了建立隧道断面数字近景摄影测量系统的理论和方法。主要的内容包括:隧道断面数字影像预处理方法及实现;最小二程影像匹配、基于核线理论的一维影像匹配方法的研究,并通过人工辅助选取控制点实现数字影像的半自动影像匹配;非量测相机数据平差处理模型——直接线性变换理论的研究、改正、实现;测量数据的数据管理;隧道断面曲线拟合方法的研究探讨等。 本文依托西部交通建设科技项目,在湖南省邵阳市界内雪峰山隧道和北京交通大学校内隧道进行测量试验,采集数据,并依据本文所述的理论和方法,自主开发基于普通数码相机的数字近景摄影测量系统。经过隧道内测量实验、系统运行可靠,但数据处理精度和方法有待进一步提高和完善。