【摘要】近景攝像測量技術(shù)已經(jīng)成為橋梁變形監(jiān)測的重要手段。論文采用直接線性變化法，處理數(shù)碼相機采集的數(shù)據(jù)，探究實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度及可靠性，主要對該方法進(jìn)行了簡要介紹，闡述了某橋梁變形監(jiān)測的實驗原理和方法。希望通過本次分析，可以為近景攝影測量在橋梁變形監(jiān)測中的應(yīng)用提供可行性建議。

　　【關(guān)鍵詞】近景攝影測量,變形監(jiān)測,橋梁變形

　　1引言

　　隨著工程建設(shè)和測繪技術(shù)的不斷發(fā)展，橋梁變形監(jiān)測已經(jīng)成為測繪工程的重要課題。橋梁建筑結(jié)構(gòu)容易受到風(fēng)力、車輛以及地震等諸多因素的影響，水準(zhǔn)儀、全站儀以及位移傳感器等測量方式雖然可以確定橋梁變形，但是缺乏實時監(jiān)測功能。本次研究采用近景攝影測量方式，探究其在橋梁變形監(jiān)測中的應(yīng)用，并且結(jié)合實例，探究近景攝影測量技術(shù)在橋梁等建筑物變形監(jiān)測中的可行性。

　　2近景攝像測量的應(yīng)用發(fā)展

　　2.1橋梁監(jiān)測的意義

　　隨著人們對交通出行的需求越來越高，各類交通工具的應(yīng)用頻率呈現(xiàn)不斷增加的趨勢，同時其對橋梁的運行提出了更高的需求。橋梁在使用過程中，如果出現(xiàn)疲勞或者損害的問題，其主要是由于雨水沖刷以及空氣氧化所致，導(dǎo)致橋梁的強度和剛度受到影響。對橋梁進(jìn)行監(jiān)測，可以指導(dǎo)其安全運營，加強對閾值的監(jiān)測，最終保證橋梁的運行安全。

　　2.2近景攝影測量技術(shù)的發(fā)展

　　隨著測繪技術(shù)的不斷發(fā)展，在傳統(tǒng)測繪的基礎(chǔ)上，越來越多的新技術(shù)正在飛速發(fā)展，近景攝影測量就是其中之一，作為攝影測量技術(shù)的一個重要分支，已經(jīng)在很多領(lǐng)域取得了成功的案例，其逐漸朝著數(shù)字化以及計算機視覺領(lǐng)域的方向發(fā)展。

　　3近景攝影測量的原理和方法

　　近景攝影測量技術(shù)主要是通過專業(yè)的可量測攝影機或者非量測攝影機，對近距離的被攝物體進(jìn)行拍攝，通過相關(guān)軟件進(jìn)行圖像處理，獲得有一定重疊度的立體影像，依據(jù)共線方程，經(jīng)過誤差改正之后得到目標(biāo)點的物方實際坐標(biāo)。近景攝影測量應(yīng)用于橋梁等建筑物的變形監(jiān)測，就是采取定期或者不定期的拍攝影像，以拍攝影像作為數(shù)據(jù)源，通過解算獲得不同時間點的各監(jiān)測點位的坐標(biāo)變化情況，以此作為變形監(jiān)測分析的數(shù)據(jù)依據(jù)。

　　橋梁的變形監(jiān)測屬于高精度的測量，如果要采用近景攝影測量方法進(jìn)行橋梁的變形監(jiān)測，就必須盡量削弱外部因素對精度的影響，否則無法達(dá)到變形監(jiān)測的目的，所以必須進(jìn)行攝影機檢校工作，主要有：(1)主點與主距的測定;(2)光學(xué)畸變系數(shù)的測定;(3)相框坐標(biāo)系的設(shè)定;(4)攝影機畸變差變化的測定;(5)攝影機內(nèi)外方位元素的測定等。試驗方法主要包括選擇攝影機、選取標(biāo)志點、布設(shè)標(biāo)志點、獲取控制點坐標(biāo)、采集數(shù)碼影像、重建三維模型以及點線測量等步驟。

　　(1)對于攝影機的選擇，其主要包括量測攝影機以及非量測攝影機;(2)對于標(biāo)志的選取，多為平面型和球形的標(biāo)志;(3)對于標(biāo)志點的布設(shè)，通常選擇能反映變形的特征部位，例如，在橋墩側(cè)面或者中心布設(shè)標(biāo)志點;(4)傳統(tǒng)測量方法獲取特征點三維坐標(biāo);(5)采集數(shù)碼影像，重建橋梁的三維模型，通過解算獲得同名像點的物方三維坐標(biāo);(6)精度分析，通過與傳統(tǒng)測量點坐標(biāo)對比，分析精度。

　　4近景攝影測量對橋梁變形監(jiān)測實例分析

　　4.1變形監(jiān)測

　　根據(jù)變形監(jiān)測實際要求來布設(shè)觀測點，對于沉降的監(jiān)測，需要建立在變形特征的位置上，選擇立柱基礎(chǔ)以及四角等位置;對于傾斜監(jiān)測，需要在中心線位置處，在垂直方向進(jìn)行觀測。對于近景攝影測量，需要根據(jù)橋梁的自身特點，布設(shè)控制網(wǎng)和基線，同時為了避免出現(xiàn)粗差，還需要在橋梁上布設(shè)檢測點。

　　4.2橋梁變形數(shù)據(jù)分析

　　對橋梁變形的監(jiān)測過程中，將數(shù)碼相機安裝在三腳架上，根據(jù)經(jīng)緯儀的定向，采用正直等傾攝像模式。觀測前，在橋梁立面及邊角處選擇十字標(biāo)志點，共90多個，通過全站儀測量坐標(biāo)，將其分別作為控制點和檢核點，通過佳能5DMarkⅣ數(shù)碼相機進(jìn)行拍照，像素為4096x2160，采用偏中心平均測距模式，拍攝點距離橋梁35m，檢測點是隨機選擇的特征點。經(jīng)過相對定向、絕對定向、誤差改正等內(nèi)業(yè)處理，得到觀測點位的物方三維坐標(biāo)，再用傳統(tǒng)測量儀器(全站儀、水準(zhǔn)儀)獲得檢測點的三維坐標(biāo)。

　　坐標(biāo)的最大差值為8.3mm，其點位中誤差約為4.5mm，其滿足基本測量的精度需求，但是對于橋梁的變形監(jiān)測要求還有一定的差距，本試驗發(fā)現(xiàn)在控制點多于20個以后對提高精度影響不大。通過數(shù)據(jù)結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)近景攝影測量與傳統(tǒng)測量結(jié)果存在一定的差異，其可能是由于相機不穩(wěn)定或傳統(tǒng)測量誤差所致，所以，當(dāng)控制點數(shù)量滿足一定要求時，近景攝影測量具有較高的精度，可以滿足于橋梁的變形監(jiān)測要求。總體而言，其具有速度陜以及精度高的特點，另外，該方法攝影圖片可以長期保存，提升了檢測的可靠性。

　　5結(jié)語

　　本文主要是通過近景攝影測量與傳統(tǒng)測量在橋梁變形監(jiān)測中的應(yīng)用對比，來分析得出結(jié)論，即近景攝影測量鏡頭在進(jìn)行畸變模型改正之后，當(dāng)控制點滿足一定數(shù)量要求時，其精度是能夠滿足橋梁的變形監(jiān)測要求的，是未來測量領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，而且較傳統(tǒng)測量有著如下優(yōu)勢：1)可以瞬間獲取多點位的幾何信息及物理特征，具有精度高、信息豐富的特點;2)非接觸眭量測，不會破壞被測物體，尤其是在考古等領(lǐng)域意義重大;3)攝影測量過程簡單、操作便捷、效率高;4)成果便于長期保存，利于以后查閱、復(fù)核;5)可以便于衍生多種其他的測繪成果。

　　【參考文獻(xiàn)】

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　　相關(guān)期刊推薦：《山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版)》(雙月刊)曾用刊名：山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報;山東工學(xué)院學(xué)報;山東大學(xué)學(xué)報(工業(yè)版)，1956年創(chuàng)刊，是面向國內(nèi)外公開發(fā)行的工程科學(xué)類學(xué)術(shù)期刊，主要刊登材料科學(xué)與工程、機械工程、控制科學(xué)與工程、土木工程、水利工程、能源與動力工程、電氣工程、信息科學(xué)與工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、環(huán)境保護(hù)、化工等工程專業(yè)以及應(yīng)用性基礎(chǔ)學(xué)科的學(xué)術(shù)論文、研究報告、專題評述等。