基于摄影测量技术的地质编录系统及编录方法技术方案

本发明专利技术提供基于摄影测量技术的地质编录系统及编录方法。所述地质编录系统包括：倾斜摄影模块，用于从空中不同角度拍摄目标地质结构的影像数据；近景摄影模块，用于从地面不同角度拍摄所述目标地质结构的影像数据，以补充所述倾斜摄影模块的拍摄盲区；影像处理模块，用于根据所述倾斜摄影模块拍摄的影像数据及所述近景摄影模块拍摄的影像数据建立三维实景模型；数据处理模块，用于根据所述影像处理模块建立的三维实景模型进行地质编录。本发明专利技术在影像采集时结合了倾斜摄影与近景摄影的双方优势，大大提高了影像采集的效率与质量，有助于高清晰度、高精确度地还原目标地质结构的三维实景模型并进行产状分析与编录。

Geological Recording System and Method Based on Photogrammetry Technology

【技术实现步骤摘要】
基于摄影测量技术的地质编录系统及编录方法
本专利技术涉及地质编录
，特别是涉及基于摄影测量技术的地质编录系统及编录方法。
技术介绍
工程地质编录相当于大比例尺地质测绘，是施工地质工作中最重要、最基本的工作，是对岩石开挖面进行地质观察和描述，记录地层、结构面及地质特性的技术过程。传统的地质编录都是以地质素描为主，依靠人工现场勘测，绘出地质结构线并量测产状。该方式手段落后，内业工作繁琐，并且受现场地质人员素质、个人习惯差异的影响，使得地质编录成果滞后，有时还会发生失实现象。此外，受现场施工条件、作业环境的影响，留给现场地质编录的作业时间越来越短，有时现场作业人员具有一定的安全隐患与风险，同时编录工作中需要投入大量的人力、物力和时间。为了改进传统地质编录手段，将摄影技术应用于地质编录的方法是近年来备受关注的地质编录方法，目前该方法在国内外都处于尝试阶段，国内一些设计单位及高校投入了大量的研究和应用，主要通过近景摄影测量技术，使用定制的量测相机或者普通数码相机进行影像拍摄，并自主开发影像处理软件，形成数字摄影地质编录系统。但根据实际应用的情况来看，现有的应用系统并不成熟，主要表现在以下几个方面：首先，影像的获取受相机的像素、拍摄位置、拍摄角度、拍摄距离等因素的影响。近景摄影受限于现场条件，往往很难拍摄到没有盲区的高清影像，这对地质解译和地质测量十分不利，局部、细部地质现象无法得以体现。其次，现有的摄影地质编录系统的影像处理软件通常是自主研发，一般只是对获得的影像进行几何纠正、镶嵌等处理，也有基于商用的摄影测量软件如“VirtuoZo”等，但是这些处理软件都未能很好地解决重建现场高精度三维模型的问题，有的软件处理成果甚至不具备量测坐标信息。构造地质学中解算产状最基本的方法是三点法，即根据结构面上不在一条直线上的三个点的空间坐标来计算该结构面的产状。要获取任意结构面上的三个点，必须先将拍摄的影像重建成高精度三维模型，才能识别出跟现场一致的任意结构面，进而获取面上的点。最后，现有摄影地质编录系统没有很好地解决坐标定位问题，也就是像控点的坐标采集问题，有的系统通过改装测量设备使设备既能拍摄影像也能测量坐标，有的系统则另外通过全站仪引测。无论哪一种都需要在工程区域有控制点进行引测，所需时间较多，导致效率较低，不满足现场可利用作业时间短的特点要求。综上所述，如何将摄影测量技术成熟、高效地运用到地质编录成图中成为一个亟待克服的新课题。该技术需能快速、准确、无盲区地拍摄开挖面高清影像，高精度、高清晰地重建高陡边坡实景三维模型，以供给专家组进行分析，最终达到节省人力、提高效率、降低风险的目的。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供基于摄影测量技术的地质编录系统及编录方法，用于解决现有技术中的以上问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于摄影测量技术的地质编录系统，包括：倾斜摄影模块，用于从空中不同角度拍摄目标地质结构的影像数据；近景摄影模块，用于从地面不同角度拍摄所述目标地质结构的影像数据，以补充所述倾斜摄影模块的拍摄盲区；影像处理模块，用于根据所述倾斜摄影模块拍摄的影像数据及所述近景摄影模块拍摄的影像数据建立三维实景模型；数据处理模块，用于根据所述影像处理模块建立的三维实景模型进行地质编录。于本专利技术一实施例中，所述系统还包括：定位模块，用于测量所述目标地质结构的像控点坐标；所述影像处理模块还用于：将所述定位模块测量的所述像控点坐标添加于所述三维实景模型的相应位置。于本专利技术一实施例中，所述倾斜摄影模块采用无人机。于本专利技术一实施例中，所述无人机搭载有多个镜头，以实现对所述目标地质结构的不同角度的拍摄。于本专利技术一实施例中，所述近景摄影模块采用数码相机。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于摄影测量技术的地质编录方法，包括：从空中不同角度拍摄目标地质结构的第一影像数据；从地面不同角度拍摄所述目标地质结构的第二影像数据，以作为所述第一影像数据所未包含的拍摄盲点的补充影像数据；根据所述第一影像数据及所述第二影像数据建立三维实景模型；根据所述三维实景模型进行地质编录。于本专利技术一实施例中，所述方法还包括：测量所述目标地质结构的像控点坐标；将所述像控点坐标添加于所述三维实景模型的相应位置。于本专利技术一实施例中，所述倾斜摄影模块采用无人机。于本专利技术一实施例中，所述无人机搭载有多个镜头，以实现对所述目标地质结构的不同角度的拍摄。于本专利技术一实施例中，所述近景摄影模块采用数码相机。如上所述，本专利技术的基于摄影测量技术的地质编录系统及编录方法，本专利技术在影像采集时结合了倾斜摄影与近景摄影的双方优势，大大提高了影像采集的效率与质量，有助于高清晰度、高精确度地还原目标地质结构的三维实景模型并进行产状分析与编录。附图说明图1显示为本专利技术一实施例中的基于摄影测量技术的地质编录系统的结构示意图。图2显示为本专利技术一实施例中的基于摄影测量技术的地质编录方法的流程示意图。元件标号说明10近景摄影模块11倾斜摄影模块12定位模块13影像处理模块14数据处理模块20～28步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。请参阅图1，本专利技术实施例提供一种基于摄影测量技术的地质编录系统，该系统包括：近景摄影模块10、倾斜摄影模块11、定位模块12(可选)、影像处理模块13、数据处理模块14。倾斜摄影模块11用于从空中不同角度拍摄目标地质结构的影像数据。倾斜摄影模块11采用无人机，如为多旋翼无人机(如大疆M600Pro)，搭载有多镜头以一个架次同时可采集多个角度的影像，如同时搭载五镜头相机或单镜头相机模拟五镜头进行倾斜摄影等。近景摄影模块10用于从地面不同角度拍摄所述目标地质结构的影像数据，以补充所述倾斜摄影模块的拍摄盲区。近景摄影模块10采用数码相机，如为手持相机Cannon5DMark3，站在地面特定角度拍摄目标地质结构(如岩石开挖面)以弥补倾斜摄影留下的盲区以及细部特征。定位模块12用于测量所述目标地质结构的像控点坐标。优选的，定位模块12采用千寻位置提供的网络RTK服务千寻知寸，该服务目前覆盖了全国大部分区域，在全国范围内可达到厘米级定位，有WGS84、CGCS2000等三种坐标类型端口，无需控制点、无需另外架设标定基准站，通过移动通信网络即可快速地获得由千寻北斗地基增强站发出的高精度像控点测量信息。影像处理模块13用于根据所述倾斜摄影模块拍摄的影像数据及所述近景摄影模块拍摄的影像数据建立三维实景模型，可选的，还会将所述定位模块测量的所述像控点坐标添加于所述三维实景模型的相应位置。影像处理模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于摄影测量技术的地质编录系统，其特征在于，包括：倾斜摄影模块，用于从空中不同角度拍摄目标地质结构的影像数据；近景摄影模块，用于从地面不同角度拍摄所述目标地质结构的影像数据，以补充所述倾斜摄影模块的拍摄盲区；影像处理模块，用于根据所述倾斜摄影模块拍摄的影像数据及所述近景摄影模块拍摄的影像数据建立三维实景模型；数据处理模块，用于根据所述影像处理模块建立的三维实景模型进行地质编录。

【技术特征摘要】
1.一种基于摄影测量技术的地质编录系统，其特征在于，包括：倾斜摄影模块，用于从空中不同角度拍摄目标地质结构的影像数据；近景摄影模块，用于从地面不同角度拍摄所述目标地质结构的影像数据，以补充所述倾斜摄影模块的拍摄盲区；影像处理模块，用于根据所述倾斜摄影模块拍摄的影像数据及所述近景摄影模块拍摄的影像数据建立三维实景模型；数据处理模块，用于根据所述影像处理模块建立的三维实景模型进行地质编录。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：定位模块，用于测量所述目标地质结构的像控点坐标；所述影像处理模块还用于：将所述定位模块测量的所述像控点坐标添加于所述三维实景模型的相应位置。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述倾斜摄影模块采用无人机。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述无人机搭载有多个镜头，以实现对所述目标地质结构的不同角度的拍摄。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜锐，张勇勇，王浩，赵之举，张开，陆吉，许凯凯，井然，秘向丽，张文鹏，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31