CN104217199B - 一种基于近景摄影测量技术的半孔率统计方法 - Google Patents

一种基于近景摄影测量技术的半孔率统计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于近景摄影测量技术的半孔率统计方法，采用近景摄影技术对爆后台阶预裂面和光爆面进行快速非接触测量，获取预裂面和光爆面空间三维信息，建立台阶面三维DEM模型。通过影像识别技术，划分预裂孔和光爆孔的孔痕，并根据孔痕在预裂面和光爆面上的不平整度来划分每一个炮孔半孔的长度。统计所有炮孔的半孔信息，计算得出评价此次***效果的半孔率。优点是：本发明可以极大地提高半孔率的统计精度，减小统计误差，降低作业成本；采用数字近景摄影测量技术，可以获取更加完整的预裂面和光爆面信息，有利于爆区信息的存储，同时也可以提高预裂和光爆效果评价的可靠度。

Description

一种基于近景摄影测量技术的半孔率统计方法
技术领域
本发明涉及一种基于近景摄影测量技术的半孔率统计方法，适用于采矿、水利水电、交通等岩土工程领域的预裂***和光面***效果评价。
背景技术
在台阶***中，预裂***和光面***对于关键部位的开挖，起到非常重要的作用。其中半孔率是评价预裂***和光面***效果的一项非常重要的指标。
在统计半孔率资料方面，传统的手段是人工皮卷尺测量、手工计算，这在工程应用中存在着误差大、精度低、作业环境危险以及效率低等诸多缺点，测量的数据可靠度较低，不足以全面评价预裂***和光面***效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于近景摄影测量技术的半孔率统计方法，提高测量结果的精度和评价体系的可靠性，可以实现可观的经济效益和社会效益。
本发明的原理在于：采用近景摄影技术对爆后台阶预裂面和光爆面进行快速非接触测量，获取预裂面和光爆面空间三维信息，建立台阶面三维DEM模型。通过影像识别技术，划分预裂孔和光爆孔的孔痕，并根据孔痕在预裂面和光爆面上的不平整度来划分每一个炮孔半孔的长度。统计所有炮孔的半孔信息，计算得出评价此次***效果的半孔率。
一种基于近景摄影测量技术的半孔率统计方法，包括如下步骤：
（1）在摄影区布设3～4个控制点，并利用测站基点和全站仪测取控制点的坐标，形成控制点坐标文件；
（2）从不同的角度拍摄待爆后预裂面或光爆面的像片，利用数字摄影测量软件进行像物关系模型的建立，获取拍摄区及其邻近区域的数字高程模型DEM，划分预裂面或光爆面统计范围；
（3）通过图像识别技术，在数字高程模型DEM上，识别出每一个预裂孔或光爆孔的孔痕，并统计每一个炮孔的长度；
（4）根据每一个半孔空痕的三维点坐标，计算出爆区每一个炮孔的空间直线，统计预裂面或光爆面炮孔所在区域的凸凹程度；
（5）统计每一段完整的半孔长度，进行累加，得到所有的半孔长度L1，L1与炮孔总长度L0的比值，为该区域的半孔率。
所述统计预裂面或光爆面炮孔所在区域的凸凹程度，是指通过每一个炮孔所在点的三维坐标，计算和该直线的空间距离D；当该距离D小于设定的阈值，则认为该处半孔是完整的；当该距离D大于设定的阈值，则认为该处半孔是残缺的。
本发明基于近景摄影测量技术的半孔率统计方法的优点是：
1、本发明可以改变在半孔率测量过程中以人工为主、劳动强度大、安全性低、效率低下的状况；
2、本发明可以极大地提高半孔率的统计精度，减小统计误差，降低作业成本；
3.采用数字近景摄影测量技术，可以获取更加完整的预裂面和光爆面信息，有利于爆区信息的存储，同时也可以提高预裂和光爆效果评价的可靠度。
附图说明
图1为控制点及相机位置平面布置图。
图2为预裂面半孔示意图。
图中，1为***开挖区域；2为控制点；3为开挖边界线；4为相机；5为摄影基线；6为摄影基线到台阶底面的距离；7为像片摄影投影光线；8为完整半孔；9为残缺半孔。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进行进一步说明。如图1、图2所示，某水电站建边坡***开挖，设计预裂孔深度10m，孔径70mm。一种基于近景摄影测量技术的半孔率统计方法，包括如下步骤：
（1）利用高压水枪将该预裂面上的松动岩块冲洗干净，留下完整的预裂面基岩；
（2）在该预裂面基岩及其邻近区域上布置控制点，理论上只需要3个控制点即可，实际操作中往往布设4个以上的控制点以减小DEM模型的误差（控制点越多，图像匹配越容易，生成的DEM的误差也就越小）；对于控制点的选取，可以是突出的石头，也可以是用油漆等标识的测点；
（3）利用全站仪和测站基点，测量控制点坐标，并形成控制点坐标文件；
（4）从不同的角度以定焦距拍摄待该预裂面的像片对；近景摄影测量所使用的相机可以是量测相机也可以是非量测相机（相机需要进行畸变校正）。在拍摄的过程中必须保证相机焦距不变，两次拍摄点的连线（摄影基线）最好与预裂面接***行，两拍摄点的距离不宜太远，以保证左右像片有较大的重合度。
（5）使用数字摄影测量软件对像片对进行相对定向、绝对定向、生成核线、图像匹配和匹配结果编辑等操作，最终生成待开挖台阶面及其邻近区域的DEM模型（当相机的视场有限时，可以分区拍摄的，最后将各组生成的DEM单模拼接成整体DEM模型）；
（6）利用程序在DEM模型上划分预裂面范围，并利用图像识别技术识别出每一个炮孔的孔痕线，统计每个炮孔的长度；
（7）通过程序和炮孔上三维点坐标，计算出爆区每个炮孔的三维空间直线函数。统计预裂面上孔痕的凸凹程度，即通过每一个点的三维坐标，计算和该直线的空间距离D。取阈值D0=20mm，当D小于设计阈值D0时，认为该处半孔是完整的；当D大于设计阈值D0时，认为该处半孔是残缺的；
（8）根据半孔完整段的坐标，统计每一段完整的半孔的长度，并计入统计数据，存入数据库。
（9）根据最终统计的数据，可以获得该区域所有炮孔的半孔率（累加的半孔长度L1/累加的炮孔长度L0），也可以获得每一个炮孔的半孔率（该炮孔的半孔长度Ln1/炮孔的长度Ln），以获得更加精确的统计资料。
（10）将预裂面影像资料、DEM资料以及半孔率统计数据存入数据库，以备查用。

Claims (2)

1.一种基于近景摄影测量技术的半孔率统计方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）在摄影区布设3～4个控制点，并利用测站基点和全站仪测取控制点的坐标，形成控制点坐标文件；
（2）从不同的角度拍摄待爆后预裂面或光爆面的像片，利用数字摄影测量软件进行像物关系模型的建立，获取拍摄区及其邻近区域的数字高程模型，划分预裂面或光爆面统计范围；
（3）通过图像识别技术，在数字高程模型上，识别出每一个预裂孔或光爆孔的孔痕，并统计每一个炮孔的长度；
（4）根据每一个半孔空痕的三维点坐标，计算出爆区每一个炮孔的空间直线，统计预裂面或光爆面炮孔所在区域的凸凹程度；
（5）统计每一段完整的半孔长度，进行累加，得到所有的半孔长度L1，L1与炮孔总长度L0的比值，为该区域的半孔率。
2.如权利要求1所述的基于近景摄影测量技术的半孔率统计方法，其特征在于所述统计预裂面或光爆面炮孔所在区域的凸凹程度，是指通过每一个炮孔所在点的三维坐标，计算和该直线的空间距离D；当该距离D小于设定的阈值，则认为该处半孔是完整的；当该距离D大于设定的阈值，则认为该处半孔是残缺的。
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