基于近景摄影测量的建筑物变形监测研究

1分类号：TU196密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文基于近景摄影测量的建筑物变形基于近景摄影测量的建筑物变形基于近景摄影测量的建筑物变形基于近景摄影测量的建筑物变形监测研究监测研究监测研究监测研究杜培贞申请学位级别：硕士学位专业名称：大地测量学与测量工程指导教师姓名：成枢职称：教授山东科技大学二零零七年五月2论文题目：论文题目：论文题目：论文题目：基于近景摄影测量的建筑物变形基于近景摄影测量的建筑物变形基于近景摄影测量的建筑物变形基于近景摄影测量的建筑物变形监测研究监测研究监测研究监测研究作者姓名：作者姓名：作者姓名：作者姓名：杜培贞入学时间：入学时间：入学时间：入学时间：2004200420042004年9999月专业名称：专业名称：专业名称：专业名称：大地测量学研究方向：研究方向：研究方向：研究方向：矿区空间信息系统与测量工程指导教师：指导教师：指导教师：指导教师：成枢职职职职称：称：称：称：教授论文提交日期：论文提交日期：论文提交日期：论文提交日期：2007200720072007年5555月论文答辩日期：论文答辩日期：论文答辩日期：论文答辩日期：2007200720072007年6666月授予学位日期：授予学位日期：授予学位日期：授予学位日期：3STUDYSTUDYSTUDYSTUDYONONONONBUILDINGBUILDINGBUILDINGBUILDINGDEFORMATIONDEFORMATIONDEFORMATIONDEFORMATIONMONITORINGMONITORINGMONITORINGMONITORINGBASEDBASEDBASEDBASEDONONONONCLOSE-RANGCLOSE-RANGCLOSE-RANGCLOSE-RANGPHOTOGRAMMETRYPHOTOGRAMMETRYPHOTOGRAMMETRYPHOTOGRAMMETRYAAAADissertationDissertationDissertationDissertationsubmittedsubmittedsubmittedsubmittedininininfulfillmentfulfillmentfulfillmentfulfillmentofofofofthethethetherequirementsrequirementsrequirementsrequirementsofofofofthethethethedegreedegreedegreedegreeofofofofMASTERMASTERMASTERMASTEROFOFOFOFPHILOSOPHYPHILOSOPHYPHILOSOPHYPHILOSOPHYfromfromfromfromShandongShandongShandongShandongUniversityUniversityUniversityUniversityofofofofScienceScienceScienceScienceandandandandTechnologyTechnologyTechnologyTechnologybybybybyDuDuDuDuPeizhenPeizhenPeizhenPeizhenSupervisor:Supervisor:Supervisor:Supervisor:ProfessorProfessorProfessorProfessorChengChengChengChengShuShuShuShuCollegeCollegeCollegeCollegeofofofofGeo-informationGeo-informationGeo-informationGeo-informationScienceScienceScienceScienceandandandandEngineeringEngineeringEngineeringEngineeringMayMayMayMay20072007200720074声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONAFFIRMATIONAFFIRMATIONAFFIRMATIONIIIIdeclaredeclaredeclaredeclarethatthatthatthatthisthisthisthisdissertation,dissertation,dissertation,dissertation,submittedsubmittedsubmittedsubmittedininininfulfillmentfulfillmentfulfillmentfulfillmentofofofofthethethetherequirementsrequirementsrequirementsrequirementsforforforforthethethetheawardawardawardawardofofofofMasterMasterMasterMasterofofofofPhilosophyPhilosophyPhilosophyPhilosophyininininShandongShandongShandongShandongUniversityUniversityUniversityUniversityofofofofScienceScienceScienceScienceandandandandTechnology,Technology,Technology,Technology,isisisiswhollywhollywhollywhollymymymymyownownownownworkworkworkworkunlessunlessunlessunlessreferencedreferencedreferencedreferencedofofofofacknowledge.acknowledge.acknowledge.acknowledge.TheTheTheThedocumentdocumentdocumentdocumenthashashashasnotnotnotnotbeenbeenbeenbeensubmitsubmitsubmitsubmittedtedtedtedforforforforqualificationqualificationqualificationqualificationatatatatanyanyanyanyotherotherotherotheracademicacademicacademicacademicinstitute.institute.institute.institute.Signature:Signature:Signature:Signature:Date:Date:Date:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要5摘要近景摄影测量是通过近距离目标的影像信息获取目标点群三维空间坐标的一门技术，它作为摄影测量的一个重要分支，近一二十年以来获得了很大的发展，在高精度三维测量以及变形监测等领域有了不少成功的经验。论文结合山东省重点开放实验室资助项目“地面沉降变形预计模型与监测技术研究”（编号：SD040205）进行，试图在前人研究的基础上，从近景摄影测量方法入手，对建筑物等变形监测相关问题展开探讨性研究，以进一步发展和完善变形监测理论和方法。本文研究了摄影测量中相机镜头畸变误差对测量精度的影响，同时对上述理论进行了验证。首先解算相机的内部参数，分析加入相机镜头畸变改正参数情况下的拟合误差，判断其实用性及存在的不足。在算法上，采用了直接线性变换(DLT)数学模型计算未知点的三维坐标，且在计算前需加入数码相机镜头畸变差改正项，以提高测量结果的精度。本实验的目的旨在说明，通过在近景摄影方法中加入相机镜头畸变模型改正之后，比较近景摄影方法与传统的测量方法对建筑物变形监测的结果，当这两者互差较小时，则表明这两种方法在建筑物变形监测的课题上都能够取得一致的结果。通过施加镜头畸变改正可以大大提高测算变形监测点三维坐标的精度，能满足结构物稳定性判别的变形监测要求。关键词：近景摄影测量；建筑物变形监测；相机镜头畸变；直接线性变换；共面条件山东科技大学硕士学位论文Abstract1ABSTRACTABSTRACTABSTRACTABSTRACTClose-rangPhotogrammetryisatechnologywhichisusedtotakethreedimensionalscenecoordinatesofsomemeasuredpointsbytheimagesofnearaims.AsanimportantbranchofPhotogrammetry,Close-rangPhotogrammetryhasobtainedaverybigdevelopmentsincethenear10to20years,andhasobtainedmanysuccessfulexperiencesinthedomainofhighaccuracythreeDimensionalSurveyandDeformationObservationandsoon.Thissubjectresearchasthethesisprojecthadinvolvedtheproject“researchofintendingmodelofsurfacesubsidencedeformationandmonitoringtechnology”whichisfundedbytheopeningKeyLaboratoryofShanDongProvince....laboratoryinShandongProvince”(NO.SD040205).Theaimofthispaperistostudycorrelativequestionsaboutdeformationobservationofbuilding,basingonthefoundationwhichthepredecessorstudies,andstudyfromtheClose-rangPhotogrammetrymethodsoastoimproveandsoundthetheoryandmethodofdeformationobservation.Thepaperdidsystemicresearchontheeffectoferrorofdistortionoflensonsurveyingprecision,andvalidatedtheabovetheory.AboveallIcomputetheinternalparametersofcamera,andanalyzethefiterrorafterincludingthedistortioncorrectionparametersoflens,thenverdictitspracticabilityanddeficiency.Inarithmetic,thispaperusedthedirectlineartransformation(DLT)mathematicsmodeltocomputethreedimensionalscenescoordinatesofsomemeasuredpoints,andincludeddistortionoflenscorrectionbeforecomputingsoastoadvancethemeasurementaccuracy.TheexperimentaimsatilluminationthatafteraddingdistortionoflensmodelcorrectioninClose-rangPhotogramme