[发明专利]一种基于全景影像的危岩落石调查方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种危岩落石调查方法，具体涉及一种基于全景影像的三维危岩落石调查、信息提取方法。

背景技术

危岩落石是山区重要的地质灾害之一，具有灾害点多、分布面广、突发性强、难以预测等特点。在山区铁路、公路工程项目建设中，危岩落石调查是工程勘察的一项重要内容，同时既有铁路、公路路堑边坡也需定期进行危岩落石的调查。通过危岩落石调查，确定线路附近危岩落石的分布位置、规模及对工程危害影响大小。

传统危岩落石调查方法以人工调查为主辅以航、卫片解译，该方法存在外业工作量大、效率低、精度差、安全隐患大等缺点；传统遥感解译是在二维平面解译，解译成果需多次转绘，解译精度较低，难以满足对工程建设质量、安全和效率要求不断提高的需要。

本单位原有基于通过机载激光雷达实现危岩落石信息的提取、量化分析与危险性评估，通过机载激光雷达扫描精确获取覆盖工程所在区域的三维点云与影像，通过激光点云数据处理等步骤并建立数据库；激光点云和数码影像之间的交互处理步骤较为繁琐，数据处理量大。

发明内容：

发明提供一种利用工程建设区域的全景影像在高精度数模的支持下，实现危岩落石三维调查的一种方法。克服了传统调查方法存在的缺点，且有效提高了勘察效率和精度。基于全景影像的三维危岩落石调查方法是直接利用高分辨率的数码成像设备对工作区进行水平和垂直两个方向的旋转拍摄，通过全景拼接合成一幅包含全部场景的影像，再经过全景影像的定向、建模，实现数字高程模型下的全景影像三维浏览、量测、矢量提取以及危岩落石的信息提取，成果可直接成图，将提取的危岩落石信息如边界、尺寸、类型等信息展绘到地形图上，无需人工转绘，并生成危岩落石设计处置横断面。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种基于全景影像的危岩落石调查方法，其特征在于方法包括如下步骤：(1)根据现有的工程勘察资料确定工程沿线含有危岩落石的区域作为工点；(2)在工点布设控制点，并获取工点的影像；(3)拼接影像得到工点的全景影像；(4)全景影像定向：求解全景影像在工程坐标系下的单位球心位置及姿态参数；(5)建立全景影像可量测的三维可视化环境：建立工点的数字高程模型DEM；依据姿态参数及单位球心位置绘制单位球；先将全景影像映射并绘制到单位球上得到全景单位球，然后将数字高程模型DEM和全景影像单位球在三维环境中绘出，并将视点中心设置在单位球中心，得到全景影像可量测的三维可视化环境；(6)识别并提取危岩落石信息：基于步骤(5)建立的全景影像可量测的三维可视化环境识别危岩落石，然后依据如下的方法提取危岩落石信息：通过全景影像可量测的三维可视化环境中全景单位球和数字高程模型DEM间的几何关系，解算待测目标点位置；(7)提取步骤(6)所识别的各个危岩落石所在位置的横断面线，并将危岩落石信息标注于输出的横断面线上。

较佳地，步骤(2)中控制点均匀分布于工点，其在工程坐标系下的真实坐标(X,Y,Z)，通过无合作目标全站仪进行测量，量测精度高于5cm；利用数码成像设备对工点在水平和垂直两个方向旋转拍摄序列影像，各序列影像间具有20%以上的重叠度，影像分辨率应高于5cm。