[发明专利]一种长曝光倾斜摄影隧道全息测量方法

说明书

本发明公开了一种长曝光倾斜摄影隧道全息测量方法，本发明实施步骤包括在掌子面钻孔放样时标记像控点并测量坐标；通过长曝光摄影采集低照度环境下不同角度、高分辨率、携带岩层纹理的洞身图像；针对洞身图像通过识别多张洞身图像上特征点，以多像空间前方交会法为基础计算特征点空间坐标并展点形成网格表面模型，从而得到携带地层信息、洞身轮廓表面起伏的数字表面模型。本发明具有设备简单、作业便捷、受环境制约小、可全信息还原洞身情况、不影响洞内施工、适用性广泛的优点。

技术领域

本发明涉及隧道断面测量技术，具体涉及一种长曝光倾斜摄影隧道全息测量方法。

背景技术

隧道断面测量常采用全站仪或激光扫描仪进行，二者都是利用设备发射激光以极坐标法测量，设备昂贵，只能获取洞身表面轮廓数据，无法记录地质信息和爆破参数，在烟尘、富水环境下激光散射严重，信号返回率低。掌子面地质测量则仍停留在地质素描或局部平面影像留存阶段，地质编录主观影响大，地质情况整体追溯性不强。“为测断面而测断面”实质上忽略了隧道的地质属性，仅追求洞身轮廓的测量精度而忽略地质因素、爆破参数的制衡，在光面爆破施工中只是被动的权宜之计。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种设备简单、作业便捷、受环境制约小、可全信息还原洞身情况、不影响洞内施工、适用性广泛的长曝光倾斜摄影隧道全息测量方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种长曝光倾斜摄影隧道全息测量方法，实施步骤包括：

1)在掌子面钻孔放样时标记像控点并测量坐标；

2)通过长曝光摄影采集低照度环境下不同角度、高分辨率、携带岩层纹理的洞身图像；

3)针对不同角度、高分辨率、携带岩层纹理的洞身图像，通过识别多张洞身图像上特征点，以多像空间前方交会法为基础计算特征点空间坐标并展点形成网格表面模型，从而得到携带地层信息、洞身轮廓表面起伏的数字表面模型。

可选地，步骤1)中在掌子面钻孔放样时标记像控点并测量坐标时还包括标记备用点、校核点，且所述像控点、备用点、校核点分别分布在掌子面范围且不共线，像控点的数量不少于3个，备用点用于在像控点点位丢失时作为备用，所述校核点用于校核成果精度和测站接驳。

可选地，步骤2)的详细步骤包括：

2.1)进行相机视场标定以确定最小的拍摄距离D_min，确定相机的拍摄距离D大于最小的拍摄距离D_min；

2.2)确定相机的所有机位，所述相机的所有机位包括中央机位、左侧方机位、右侧方机位至少三个连续机位；

2.3)选择一个机位作为当前机位，在当前机位安装相机；

2.4)针对当前机位进行图像采集区域复核，如果复核通过则跳转执行下一步；否则跳转执行步骤2.1)以重新确定相机的拍摄距离D；

2.5)对相机进行对焦及焦点锁定，焦点锁定后不再调动相机镜头上的变焦环和对焦环；

2.6)对取景器窗口进行封盖以屏蔽杂散光通过取景器进入相机内部干扰相机成像；

2.7)触发快门曝光，然后在相机开始拍摄后进行柔散补光；

2.8)在微弱光照环境下将相机快门一直保持开启状态，使得物体表面反射的光线会不断在成像元件上进行累积，在快门开启时间指定的曝光时间后，获得在低照度环境下获得明亮清晰的成像；

2.9)判断是否所有机位拍照完毕，如果尚未拍完则跳转执行步骤2.3)；否则跳转执行步骤3)。

可选地，步骤2.3)中在当前机位安装相机时还包括采用三脚架以保证相机在空间位置的固定。