高山峡谷测绘与地质填图系统

高山峡谷测绘与地质填图系统参赛选手：苏博

王亚芹黄海丽指导老师：李浩主要内容

1.

系统开发目的

2.

系统介绍

3.

系统应用实例系统开发目的开发背景

高山峡谷地区地势险峻、作业环境复杂，给其测绘与地质填图工作带来很大困难。全站仪测量（精度高、安全系数低、工作周期长、劳动强度大）激光三维扫描仪测量（设备昂贵、对作业场景要求高、精度差异大）航空摄影测量通用方式（遮蔽地区，无法满足大比例尺成图要求）无人机、飞艇（代价高，操作极其困难）地面摄影测量光学量测相机（设备昂贵、作业不便、方式过时）数码量测相机（发展尚未成熟）普通数码相机（携带轻便、内方位未知、构像畸变差大）现有方法系统开发目的开发目的及意义

将基于普通数码相机的数字近景摄影测量技术引入高山峡谷地区的工程测绘与地质填图中，解决现有其他测量方式所遇到的作业劳动负荷大、工作周期长、危险系数高、设备昂贵等多种难题，提高实际生产作业精度与自动化程度。研究数字近景摄影测量技术，针对普通数码影像特点和高山峡谷地形测绘特殊性，通过相机量测化检校方法及影像量测处理算法等的改进，提高普通数码影像近景摄影测量技术的适用性。改变传统落后的工程地质填图作业模式，全面提高高山峡谷地区的地质填图的工作效率，实现地质填图的数字化作业和成果的信息化管理。系统介绍

高山峡谷测绘与地质填图系统，是以高山峡谷为工作对象，针对目标垂直高耸、形态不规则、摄影距离远、拍摄位置受限等高山峡谷的特殊环境，以数字摄影测量、数字图像处理和GIS技术为基础，以普通数码相机作为野外数据采集工具，以实现DEM数据快速采集为主要过程，以高山峡谷的影像数据处理、形态测绘、三维建模、地质填图与4D产品输出为基本功能的先进的数字近景摄影测量系统。系统介绍系统特点及优势先进的相机量测化检校方法，有效提高普通数码影像作业的量测精度；采用多基线摄影测量方式，使得在同等外业条件下较之单基线摄影测量在精度上提高3-5倍，适应于高山峡谷测绘；适用于普通数字影像及多基线覆盖方式的自动化定向算法；

适用于高山峡谷普通数码影像及多基线拍摄手法的立体匹配算法，使得匹配结果对参数不敏感；系统介绍系统特点及优势对采集点云数据的高效编辑手段；生成产品直观、多样化；系统具备图像量测、数据处理、成果输出、成果管理一体化的特点；影像地质填图技术的先进性和系统的完整性、适用性以及工作规范性，在国内具有开拓意义；系统介绍系统总体结构系统介绍系统主要功能模块

系统输入模块是用于建立相关数据库，完成系统初始化，是图像分析、数据处理的前提。包括：输入高山峡谷外业拍摄的原始数码影像、输入相机参数以及输入控制点数据等。系统输入模块系统介绍相机参数界面控制点坐标录入界面系统介绍系统主要功能模块预处理模块为数据处理模块提供符合系统要求的数据源，包括工程坐标系转换、影像畸变校正等。预处理模块系统介绍工程坐标系转换界面系统介绍影像畸变校正界面系统介绍系统主要功能模块

数据处理模块是本系统的核心，它能够以较高的自动化过程重建物像关系。系统按数据处理流程将该模块分为像对相对定向、模型连接、区域网光束法整体平差、影像立体匹配等。数据处理模块系统介绍自动获取并计算相对定向界面系统介绍自动获取并计算模型连接界面系统介绍外方预览界面系统介绍先进的立体匹配算法，能获得密集点云影像匹配界面系统介绍系统主要功能模块

数据编辑模块：对影像采集数据进行编辑，将错误匹配点删除或修改匹配偏差点。编辑方法包括二维方式下的单点编辑和投影编辑，以及三维方式下的红绿立体编辑及透视编辑。数据编辑模块系统介绍根据颜色梯度快速定位并剔除粗差平面投影编辑界面系统介绍2.5维的编辑方式，快速、直观透视编辑界面系统介绍三维立体视觉，方便快捷立体编辑界面系统介绍系统主要功能模块生成“4D”测绘产品，并可为工作区地质填图提供底图。

测绘成果生成模块系统介绍生成DEM界面生成DOM界面系统介绍三维模型系统介绍系统主要功能模块

地质填图集成了MapInfo开发环境，利用正射影像图，实现地质构造绘制、产状量测、地质构造属性表生成等功能。地质填图模块系统介绍方便、快捷、安全、成果丰富地质填图界面系统介绍系统主要功能模块

输出数字高程模型DEM、等值线图、正射影像图DOM、地形或地质填图DLG，以及地质填图报表等。成果输出模块系统实例展示（一）湖北江坪河水电站实际应用原始影像

山体宽约200m，高达150m，拍摄距离约300m，分上下两个条带拍摄，共12张影像。系统实例展示（一）地形透视格网图地形正射影像图地形透视纹理图地形等值线图地形等高线图成果展示湖北江坪河水电站实际应用地质填图成果图系统实例展示（一）原始影像检查点号Dx(m)Dy(m)Dz(m)K1-0.03404-0.051020.05146K5-0.04460-0.037810.05639K70.027730.042090.03987K80.020470.02908-0.03763K90.038410.054760.04485控制点号Dx(m)Dy(m)Dz(m)K2-0.00414-0.007640.01651K3-0.00638-0.008710.01826K4-0.007250.028190.00330K6-0.01381-0.017610.02424K100.022020.01915-0.00943K120.01957-0.02443-0.01148湖北江坪河水电站实际应用精度评定系统实例展示（二）江坪河工程大坝坝基右坝肩实际应用原始影像