[发明专利]一种基于单像近景摄影测量的滑坡裂缝监测方法

权利要求书

1.一种基于单像近景摄影测量的滑坡裂缝监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过摄像机实时采集监测区域的影像；

S2、将监控影像的实时图像与初始图像作对比，利用SIFI算法分别获取实时图像与初始图像的特征点，并进行特征点匹配得到实时图像与初始图像的同名特征点；

S3、将初始图像和实时图像的同名特征点的像点坐标做差，得到同名特征点的位移矢量，若位移矢量大于位移阈值，则判定该点发生位移，然后利用检测出的位移点构建Delaunay三角网，圈定滑坡体区域A1；将初始图像和实时图像的对应像素灰度值相减，利用灰度差值大于灰度阈值的像素点构建Delaunay三角网，圈定出滑坡范围区域A2；

S4、将滑坡体区域A1与滑坡范围区域A2进行耦合，得到滑坡裂缝区域A3，其中A3＝A2-A1；

S5、利用坡面上设置的多个地物点的三维空间坐标，通过最小二乘平面拟合方法，获得滑坡前后滑坡体坡面方程；然后通过直线线性变换方法，计算得到所有同名特征点在初始图像和实时图像上的像点坐标对应的空间坐标；根据初始图像和实时图像中的滑坡体区域内的同名特征点的像点坐标对应的空间坐标，计算得到滑坡裂缝的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种基于单像近景摄影测量的滑坡裂缝监测方法，其特征在于，所述步骤S1之前，还包括以下步骤：

确定摄像机的焦距、面阵大小和监测区域，计算摄像机到滑坡体的摄影距离D：D＝(f×H)/h，其中f为摄像机焦距，H为摄影高度范围，h为摄像机的CCD元件高度，测定监测区域的高度、宽度，确定监测区域，进而确定摄像机安置的空间位置，然后通过强制对中桩(1)将摄像机(2)固定，所述强制对中桩(1)用于获得摄像机摄影中心的空间坐标信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于单像近景摄影测量的滑坡裂缝监测方法，其特征在于，所述步骤S5中，计算得到初始图像和实时图像的同名特征点的像点坐标对应的空间坐标的具体方法为：

在坡面上选取并标定6个地物点，获得这6个地物点在初始图像和实时图像中的像点坐标以及其在滑坡前后对应的空间位置的三维空间坐标，计算得到滑坡前后像点坐标系与地面摄影测量坐标系中的三维空间坐标系之间的直接线性变换系数l_i‘(i＝1,2,…,11)和l“_i(i＝1,2,…,11)，计算公式为：

其中，(x’n，y’n)表示地物点的像点坐标，(X’n，Y’n，Z’n)表示地物点在空间位置的三维空间坐标，n＝1,2,3,4,5,6，表示地物点序号；

然后根据直接线性变换基本关系式，并联立其坡面方程，计算得到所有同名特征点在初始图像中的像点坐标(x₁，y₁)对应的空间坐标(X_D1、Y_D1、Z_D1)和实时图像中的像点坐标(x₂，y₂)对应的空间坐标(X_D2、Y_D2、Z_D2)，计算公式为：

其中，a₁,b₁,c₁表示滑坡前滑坡体的坡面方程系数，D₁表示滑坡前滑坡体的坡面方程常数，a₂,b₂,c₂表示滑坡后滑坡体的坡面方程系数，D₂表示滑坡后滑坡体的坡面方程常数。

4.根据权利要求3所述的一种基于单像近景摄影测量的滑坡裂缝监测方法，其特征在于，所述步骤S5中，滑坡体坡面方程为：

aX+bY+cZ+D＝0；

式中a,b,c为滑坡体的坡面方程系数，D为坡面方程常数。

5.根据权利要求3所述的一种基于单像近景摄影测量的滑坡裂缝监测方法，其特征在于，还包括在监测坡面上均匀选取多个地物点，并测量这些地物点在滑坡前后的三维空间坐标的步骤，其三维空间坐标通过全站仪进行测量。