基于移动摄影图像的滑坡体三维重建与体积计算方法技术

本发明专利技术属于地质测绘技术领域，具体涉及基于移动摄影图像的滑坡体三维重建与体积计算方法。本发明专利技术，为了解决传统的三维场景尺度恢复存在的不足，提出基于计算机视觉的三维场景自动恢复尺度的方法；在拍摄照片前，在场景中放置一个尺寸已知的二维码，在完成照片的获取后，通过计算机视觉算法检测场景中二维码的四个角点，以角点取代控制点作为地理参考，恢复三维场景真实尺度；使用基于滑坡模型深度的基准面拟合方法，构建滑坡基准面，进而通过基准面与滑坡体表面三维模型计算出滑坡体体积。通过所述方案，公路巡查时可以快速评估灾害大小并上报；实施应急措施或救援时，可以迅速测绘掌握受灾范围和受灾大小，以方便进行指挥。以方便进行指挥。以方便进行指挥。

【技术实现步骤摘要】
基于移动摄影图像的滑坡体三维重建与体积计算方法


[0001]本专利技术涉及一种滑坡体三维重建与体积计算方法，尤其涉及基于移动摄影图像的滑坡体三维重建与体积计算方法。

技术介绍

[0002]滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致。
[0003]滑坡常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。滑坡对乡村最主要的危害是摧毁农田、房舍、伤害人畜、毁坏森林、道路以及农业机械设施和水利水电设施等，有时甚至给乡村造成毁灭性灾害。位于城镇的滑坡常常砸埋房屋，伤亡人畜，毁坏田地，摧毁工厂、学校、机关单位等，并毁坏各种设施，造成停电、停水、停工，有时甚至毁灭整个城镇。发生在工矿区的滑坡，可摧毁矿山设施，伤亡职工，毁坏厂房，使矿山停工停产，常常造成重大损失。
[0004]当处于非滑坡区，而发现可疑的滑坡活动时，立即报告邻近的村、乡、县等有关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于移动摄影图像的滑坡体三维重建与体积计算方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：在滑坡场景中放置一个尺寸已知的二维码，基于移动端拍摄滑坡照片；移动端通过Socket技术将滑坡照片上传到服务器；步骤二：服务器使用特征检测方法SIFT检测步骤一上传的滑坡照片的特征向量；步骤三：基于步骤二得到的特征向量，服务器使用全局式SFM方法建立稀疏点云；步骤四：基于步骤二得到的稀疏点云，服务器使用MVS方法生成基于密集点云的滑坡体三维模型；步骤五：服务器通过Socket技术将步骤四得到的滑坡体三维模型发送到移动端；步骤六：移动端对步骤五获取的滑坡体三维模型计算得到滑坡体三维模型体积。2.根据权利要求1所述基于移动摄影图像的滑坡体三维重建与体积计算方法，其特征在于：所述步骤二包括：检测尺度空间极值：针对步骤一拍摄的滑坡照片，首先使用高斯卷积核构建图像尺度空间，将滑坡照片作为图像，然后在图像位置和图像尺度空间构成的三维空间，基于三维空间使用高斯差分尺度算子DOG来检测得到滑坡照片的特征点的坐标；获取特征点定位：针对每个特征点，在图像上得到与特征点相邻的8个像素，并得到与特征点上下相邻尺度对应区域中的2*9个像素；计算特征点主方向：每个特征点基于图像局部的梯度方向，通过统计梯度直方图计算各个特征点的主方向；计算特征向量：在得到特征点的坐标、图像尺度、主方向后计算得到特征向量；采用随机采样一致性算法RANSAC筛选特征点。3.根据权利要求2所述基于移动摄影图像的滑坡体三维重建与体积计算方法，其特征在于：所述计算特征向量包括：校正旋转特征点的主方向，在附近邻域内将坐标轴旋转至特征点主方向；以特征点为中心取16*16的窗口，再将窗口分割为16个4*4窗口，计算每个像素的梯度幅值方向，像素的梯度方向等价于箭头方向，梯度幅值用长度表示；利用高斯窗口对每个4*4窗口进行加权运算，在每个4*4窗口区域内计算得到8个方向的梯度方图，并计算每一个梯度方图的梯度方向的累加值，形成一个种子点；每16个种子点组成一个特征点，每个种子点有8个方向向量信息，一共128个方向描述值；将每个方向描述值除以所有数值的平方和，得到128个归一化的数值构成的特征向量。4.根据权利要求1所述基于移动摄影图像的滑坡体三维重建与体积计算方法，其特征在于：所述步骤三包括：针对滑坡照片，使用全局式SFM方法计算出移动端的相机姿势和场景的三维点云，再通过光束法平差进行全局优化，得到估计的相机姿势...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹云刚，隋百凯，龚鹏杰，谢宇航，张伟，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：