复杂硐室地质编录信息系统关键技术研究

摘要

硐室工程摄影地质编录信息系统的研究，集成应用近景摄影测量、数字图像处理和地理信息系统等技术，服务于工程地质编录，为基于工程地质的工程设计与施工提供依据。本文在总结以往摄影地质编录技术发展成果的基础上，重点研究复杂硐室工程数字地质编录的坐标系统设置、现场数据采集、物像投影变换、展示影像生成、影像数字编录等问题，以及硐室物方控制影像处理、分期编录数据管理方法等问题。论文主要研究内容及取得成果如下： 1．针对复杂硐室工程地质编录的特点，在自行研制硐室数字近景摄影机的基础上，研究了各种硐形影像外方位改正算法，实现了对不同形态、不同倾角的复杂硐室影像外方位元素的自动改正。 2．研究复杂硐室工程的坐标系统设置、物像投影变换、展示影像生成和结构面产状量算等方法，实现了不同形态的斜硐、竖井、斜井等复杂硐室影像的自动纠正、镶嵌，以及计算机辅助数字编录。 3．改进了硐室分期、分层开挖数据的管理方法，实现分期影像按展示坐标的自动镶嵌和分层、分期开挖各类数据的优化管理。针对不便于使用像方控制影像编录的地下厂房，研究硐室物方控制下的影像处理方法，实现了硐室物方控制方式的数字编录功能。 4．探讨了硐室摄影地质编录精度评价及精度控制的技术方法，分析了影响摄影地质编录的各项误差，得出了工程地质编录成果的理论精度，给出了基于普通数码相机的编录精度评价。结合实验，验证了摄影地质编录的实际精度。 研究及应用表明，复杂硐室地质编录信息系统关建技术的研究及系统开发，满足了复杂硐室快速编录技术的迫切需求，大大提高了影像地质编录技术在工程地质编录中的适用性。

目录

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第一章绪论

1.1数字近景摄影测量技术的发展现状

1.2硐室工程摄影地质编录技术及其应用

1.3研究目的及意义

1.4主要内容

1.5技术路线

1.5.1近景摄影测量技术

1.5.2数字图像处理技术

1.5.3地理信息系统技术

1.5.4 COM组件技术

第二章硐室影像外方位元素改正算法

2.1硐室工程坐标系

2.1.1平硐及斜硐工程坐标系

2.1.2竖井及斜井工程坐标系

2.2硐室工程坐标系与大地坐标系的转换

2.3影像获取

2.3.1硐室影像的拍摄

2.3.2像片方位参数的采集

2.4硐室影像外方位元素改正算法研究

2.5数据预处理

2.5.1数据录入

2.5.2影像的预处理

2.6本章小结

第三章各类硐形的影像展示处理算法

3.1外方位元素的变换

3.1.1硐的影像外方位元素的变换

3.1.2井的影像外方位元素的变换

3.2硐的硐形方程及投影变换

3.3井的硐形方程及投影变换

3.4本章小结

第四章影像数字编录技术及方法

4.1地质要素提取

4.2基于展示影像空间坐标反算

4.3硐轴坐标系到硐室工程坐标系的转换

4.4结构面产状量测方法

4.4.1展示影像量测法

4.4.2立体像对量测法

4.5硐室桩号线的展示

4.5.1平硐及斜硐桩号线

4.5.2竖井及斜井桩号线

4.5.3各种硐形桩号线的绘制

4.6硐室轮廓线的表示

4.7硐室刻度线的绘制

4.8地质编录数据管理方法

4.8.1编录数据管理模式

4.8.2数据查询方法

4.9本章小节

第五章硐室工程地质编录信息系统设计

5.1系统总体结构

5.2系统主要功能模块

5.2.1输入模块

5.2.2数字图像处理模块

5.2.3编录模块

5.2.4数据存储和管理

5.2.5输出模块

5.2.6查询模块

5.3本章小结

第六章影像地质编录精度评价及分析

6.1像点构像精度

6.2像点投影精度

6.2.1像空间辅助坐标精度

6.2.2像点在目标面上投影精度

6.2.3超欠挖对像点投影精度影响

6.3地质结构线编录精度

6.3.1立体像对测定产状的精度

6.3.2展示影像量测法测定产状的精度

6.4实验分析

6.5本章小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢