基于视觉测量的相似材料模型裂隙检测与定位方法

目前,相似材料模拟实验中,模型裂隙的检测与定位的效率低且精度较差。针对这个问题,提出一种基于视觉测量的相似材料模型裂隙检测定位方法。首先,对图像进行预处理并根据图像噪声特点,提出一种多级连通域滤波方法滤除图像噪声;然后,基于标志点的外观和几何特点,设计一种有效的标志点中心定位和编码点识别方法提取编码点中心坐标;最后,利用严格的畸变校正模型进行像点畸变校正,并以编码点作为控制点,通过直接线性变换得到模型裂隙的实际精确位置。实验结果表明,该方法可以实现对相似材料模型裂隙高效、准确地检测与定位,X,Y方向上,裂隙最高点定位中误差不超过0.920mm,裂隙提取定位结果可以用于矿山开采中岩层破坏及"三带"发育规律等方面的研究。     

数字近景摄影测量在相似模拟试验中的应用研究

针对现有相似模拟实验观测方法中存在的自动化程度低、测量精度差等缺点,给出一种基于摄影测量计算机视觉方法进行相似模拟变形测量的新方法。利用普通非量测数码相机进行影像数据采集,通过在任相机平面预检校、变形监测点特征提取、影像匹配等计算步骤得出不同时期物理相似模型变形监测点的坐标。通过比较不同时期变形监测特征点坐标的变化量,计算得出物理相似模型变形情况。通过对某急倾斜煤层顶板相似材料进行模拟变形测量,试验结果表明:所应用方法与全站仪方法变形监测结果平面精度最大相差0.5mm左右,所测位移场与实际变形情况一致,满足因矿山开采引起的岩层和地表移动变形监测要求。     

相似材料模型破裂边界提取研究

为了研究相似材料模型破裂区域边界的提取方法,将工业测量技术引入相似材料模型观测,利用面扫描系统获取模型表面的点云数据,针对模型点云数据的特征,首先利用圆形邻域法和扫描线法提取裂缝边界点,然后,利用全局拼接点坐标剔除标志点边界;最后,使用最近距离法将属于同一边界的断点连接起来。对模型观测数据进行提取实验,结果表明:除了少数被标志点覆盖和破裂十分严重的边界以外,该方法能够较好地从相似材料模型点云数据中提取出非连续破坏区域边界,提取结果可应用于开采沉陷研究当中。     

普通数码相机测定相似材料实验模型位移方法

针对现有相似材料模型实验位移观测方法存在的局限性,提出采用普通数码相机进行模型测点的位移观测方法.在每个测点周围布设独立的控制格网并进行单点数码摄影,在常规数字成图软件中对数码照片进行图像处理,获取控制格网角点和测点标志的图像坐标,通过坐标变换和影像畸变纠正,解算出各测点在独立控制格网中的实际坐标.     

相似材料试验模型破坏区面扫描数据提取研究

针对传统的相似材料试验观测方法无法有效地获取模型破坏区域信息的问题,将工业测量技术引入相似材料试验观测,利用面扫描系统获取模型表面的点云数据,针对模型点云数据的特征,提出一种点云边界提取方法。该方法首先利用扫描线法提取裂缝边界点,然后利用最小距离法连接各边界,最后通过判断点云密度和边界闭合情况剔除标志点边界。对模型观测数据进行提取试验,结果表明：除了少数被标志点覆盖和破裂十分严重的边界以外,该方法能够较好地从相似材料模型点云数据中提取出非连续破坏区域边界,提取结果可应用于开采沉陷研究中。     

基于工业测量的相似材料模拟实验数据处理系统设计与实现

将XJTUDP三维光学点测量系统应用于相似材料模拟实验观测中,能够准确、快速地获取模型表面标志点的精确三维坐标。但所获取的标志点坐标系不统一、可能带有粗差,同时不同观测线的移动变形计算不方便,针对上述问题笔者进行了观测数据管理与处理系统的设计与实现。系统主要实现了观测点坐标的数据库管理和三维显示、旋转、选取,观测点粗差剔除和坐标匹配,同一模型不同观测时间移动变形的计算和移动变形曲线的绘制功能。     

基于ArcGIS的两种坐标转换方式的探讨

介绍布尔莎模型进行坐标转换的缺点,同时提出了基于ArcGIS的另一种坐标转换方式,即实地做控制,采集两个坐标系统数据,西安80坐标数据通过动态投影转换成WGS84坐标数据,转换后的WGS84坐标与实地采集的WGS84坐标数据比较存在一定的误差,利用ArcGIS的影像栅格配准(Georeferencing)和矢量数据空间校正(spatil Adjustment)对数据进行转换。实践证明,基于ArcGIS的影像栅格配准(Georeferencing)和矢量数据空间校正(spatil Adjustment)坐标转换可以得到高精度的转换坐标。     

近景摄影测量技术在相似材料模型实验观测中的应用

为了精确快速地获得矿山岩体内部动态变形数据,提出了采用近景摄影测量技术监测相似材料模型变形的方法.对该方法的监测精度进行了评定,并在实际相似材料模型中进行了应用研究.研究结果表明:建立模型对实际岩体的测距精度和点位精度提高效果明显;在实际相似模拟实验中,采用该方法可为矿山开采岩土体变形监测提供技术支持.     

基于三维激光扫描技术的矿区建筑物变形监测方法

传统变形监测方法存在工作量大、监测点难以保护、监测时间长等不足,与传统监测方法相比,三维激光扫描技术具有非接触、高密度、高精度、信息量大、快速获取物体表面三维空间坐标等优点。结合相似材料模型试验,提出了基于三维激光扫描技术的矿区建筑物变形监测思路。首先采用全站式三维激光扫描仪分别对二维相似材料模型在5个不同开采时段进行整体扫描,将扫描数据通过点云数据后处理软件进行预处理,从中提取模型上黑白靶标即变形监测点的三维坐标;然后结合MATLAB语言编程,实现监测点由假定坐标到目标坐标的自动化转换,提高点云数据处理效率;最后根据试验得出的变形监测思路,对某矿区水塔进行了变形监测,并与全站仪的监测数据进行了对比分析。研究表明:采用三维激光扫描技术获取的水塔变形监测数据与全站仪获取的监测数据的最大误差仅为1.8 mm,远小于沉降变形监测10 mm的精度要求,可见对矿区建筑物采用三维激光扫描技术进行变形监测具有可行性。     

近景摄影测量系统在相似模型位移监测中精度分析

针对相似材料模型试验现有观测方法所存在的工作量大、自动化程度低等缺点,采用近景摄影测量系统进行相似材料模型试验的位移观测;分析了拍摄光照环境、拍摄位置、观测距离及布点方案等因素对近景摄影测量系统解算精度的影响。通过试验得到了最佳数据采集方案,进一步提高了系统的解算精度,是相似材料模型位移观测的有效方法。     

数字化坐标转换中模型误差的影响

阐述了为什么进行坐标转换,分析了地图数字化过程及其坐标转换,坐标转换的几种常见的模型及其特点,包括相似变换、仿射变换和双线性变换;讨论了线性和非线性对数字化坐标转换的影响,针对数字化坐标转换的模型误差,给出了函数模型优选的标准;提出了衡量误差大小的精确度指标及实用估计方法,给出了估计函数模型拟合精度的标准差公式,最后以相似变换为例进行了说明。     

基于GPS后处理软件的RTK测量点校正效果分析

GPS点校正是RTK测量工作的基础,通过不同的坐标转换模型,将WGS-84坐标转换至国家/地方坐标。如何优选适宜的校正模型从而取得较好的校正效果呢?文章以纳米比亚某地区GPS点校正实例计算,充分利用GPS后处理软件(TGO1.63)的GPS点校正功能,进行精度对比分析,得出结论:对于大范围的工程测量,可以通过对其校正模型组合来提高校正精度,并且二维七参数转换法可以得到高精度的平面转换坐标,采用两步法可以得到高精度的三维转换坐标。     

新的煤矿巷道位移监测点的提取方法

提出一种对煤矿巷道位移监测中监测亮点提取的方法,目的是通过对前、后2次测量同一巷道区域相同亮点坐标加以对比,进而得知煤矿巷道是否发生位移,从而确保煤矿作业安全进行。先、后应用中值滤波和改进的Top-hat滤波对图像进行增强;再用迭代法求出图像的最佳分割阈值来分割图像从而提取到监测点坐标值。实验结果表明本文方法可以准确提取监测点的坐标值,对煤矿巷道低照度背景照片处理效果明显。     

基于摄影测量视觉方法相似模拟试验自动监测研究

为解决矿山相似模拟试验过程中测量自动化程度低、计算复杂、精度差等问题,提出了一种基于摄影测量计算机视觉方法,实现矿山相似材料模型自动监测的方法,该方法通过设计编码标志,实现对模型监测点的自动识别。鉴于矿山相似材料模型多为平面模型的事实,给出通过计算机视觉单应矩阵变换和基于物方的聚类匹配,实现对相似模拟模型自动变形观测,通过某大倾角厚煤层走向长壁综放相似模拟试验,验证了该方法的有效性。结果表明:所给方法除自动化程度高外,测量结果与全站仪所测监测点的平面精度相差0.001 m左右,所测位移场的下沉与水平移动均与实际变形情况一致,满足矿山岩层和地表移动相似模拟试验测量要求。     

露天矿滑坡位移监测的ASIFT算法

针对现有的大型露天矿边坡大变形监测方法存在的不足,提出了一种基于ASIFT图像特征匹配算法的滑坡位移监测方法。首先基于露天矿滑坡真实地形空间分布形态,设计了滑坡物理模型,并利用高分辨率数码相机获取模型滑动过程中的序列影像;然后利用ASIFT特征匹配算法对滑坡各阶段光学影像进行特征点提取与匹配,并利用RANSAC随机抽样一致算法剔除误匹配点;最后利用滑坡体运动特征矢量集模型计算出特征点空间矢量位移,从而实现了滑坡位移场标定与滑坡范围确定。研究表明：所提算法对于滑坡蠕变阶段的位移监测效果一般,但可有效监测滑坡中后期发生明显变形时的位移,该算法的特征点匹配数量及匹配正确率均明显优于SIFT算法,且位移矢量标定精度也得到明显提高,反映出该算法适合于大型滑坡后期发生大变形时的位移量监测。     

一种基于坐标转换的危岩立面正射影像获取方法

针对危岩类地形地貌,该文提出一种基于坐标转换的危岩立面正射影像获取方法。首先以旋翼式无人机采集的危岩立面影像序列为基础数据,采用实景建模软件Context Capture,生成危岩立面三维模型;然后在危岩立面三维模型上选取若干离散点和易于识别的像控点,通过离散点拟合得到危岩立面的拟合竖直平面,并对其进行坐标转换,使其平行于水平面,同时得到危岩立面像控点坐标转换后的新坐标;最后在Context Capture中输入危岩立面像控点新坐标,重新三维建模,得到坐标转换后的危岩立面三维模型,并输出危岩立面正射影像。通过实验,验证和分析了该方法的有效性。     

改进的自动网格法在井下精确定位中的应用

提出一种基于图像元相关的区域搜索匹配算法，利用相似材料模型变形前后测点图像元的相关性，进行测点的位移搜索。讨论了在纹理相关测量时，测量区域的选择对相关性及测量的影响，应尽可能采用增加相关性的措施，提高测量的可靠性。图像相关法位移测量可进行无网格点的非接触测量，解决自动网格法测量中可能存在的丢失重要位移信息的问题。     

坐标法基坑监测水平位移量的求解方法

极坐标法、导线测量法获得的位移点的坐标,一般是在施工测量坐标系下的坐标值,而基坑的水平位移量是指位移点沿垂直于基坑边线方向的偏移值,因此需对基坑水平位移量进行解算。本文总结了基坑监测水平位移量的三种求解方法。     

坐标法基坑监测水平位移量的求解方法

极坐标法、导线测量法获得的位移点的坐标，一般是在施工测量坐标系下的坐标值，而基坑的水平位移量是指位移点沿垂直于基坑边线方向的偏移值，因此需对基坑水平位移量进行解算。本文总结了基坑监测水平位移量的三种求解方法。     

相似材料模型的位移监测方法对比研究

通过总结相似材料模型的位移监测方法,分析了各种方法的原理及优缺点。从精度、实时性、测量方式、接触性、可量测维度5个方面对各种监测方法进行了对比,得出了不同监测方法的适用范围。