[发明专利]一种基于隧道掌子面的摄影地质编录系统

说明书

技术领域

本发明涉及摄影测量和工程地质技术领域，具体涉及一种基于隧道掌子面的摄影地质编录系统。

背景技术

隧道工程的地质条件直接影响隧道施工的方法、安全、质量和进度，因而隧道掌子面地质编录作为隧道施工的一个重要的基础工作，为地质预测、隧道施工提供重要的基础数据。

目前，掌子面地质编录主要是对隧道掌子面中重要地质构造信息的采集和分析，普遍采用手工作业方法，即地质人员用皮尺、罗盘等工具直接测量距离和产状，并进行现场地质素描，此种作业方法不仅工作量大、工作强度高、受施工干扰大，而且编录的几何精度低、直观性差、信息反馈慢，同时也不利于对编录成果的分析和应用。

因此，基于上述问题，本发明提供一种基于隧道掌子面的摄影地质编录系统。

发明内容

发明目的：本发明提供一种基于隧道掌子面的摄影地质编录系统，实现对隧道掌子面信息快速、高效、准确的采集和分析。

技术方案：本发明提供一种基于隧道掌子面的摄影地质编录系统，包括输入模块、影像预处理模块、影像定向模块、立体视觉地质编录模块、输出模块和数据库管理查询模块；所述输入模块将输入信息传输至影像预处理模块；所述影像预处理模块对输入信息进行影像增强、畸变校正处理并将信息输出至影像定向模块；所述影像定向模块对输出信息进行相对定向、快速绝对定向处理并将信息输出至立体视觉地质编录模块；所述立体视觉地质编录模块对输出信息进行地质构造绘制、岩层产状量测和地质属性录入处理并将信息输出至数据库管理查询模块；所述数据库管理查询模块对输出信息进行存储、查询；所述输出模块连接数据库管理查询模块输出三维矢量图、立面矢量图、报表信息。

所述输入模块输入信息包括相机参数、工作区影像和左、右摄站参数，其中，工作区影像利用数码相机，通过物方控制杆、摄影灯采集。

所述影像预处理模块的预处理信息为影像增强和影像畸变校正，其中影像增强使用直方图规定化增强、空间滤波等图像处理方法，影像畸变校正利用相机构像畸变校正模型和参数，改正相机物镜构像畸变差引起的图像几何变形。

所述影像定向模块包括相对定向和快速绝对定向，其中相对定向计算步骤为：

步骤1、量测相对定向点的像点坐标。

步骤2、计算像点的像空间坐标。

步骤3、计算立体像对的相对定向元素。

步骤4、计算影像上掌子面结构特征点的投影系数。

步骤5、计算掌子面结构特征点的模型坐标。

快速绝对定向步骤为：

步骤1、计算立体模型绝对定向元素。

步骤2、计算掌子面上点物方坐标。

所述立体视觉地质编录模块包括地质构造绘制、岩层产状量测和地质属性录入，利用掌子面立体像对形成立体视觉，进行地质结构线的绘制、岩层产状量测，并完成地质结构特征的属性量测、判读和描述的录入等，实现数字化地质编录。

所述输出模块输出三维矢量图、立面矢量图和报表信息，其中掌子面地质编录展开图，输出至AutoCAD自动成图，并生成Excel报告并利用数据库管理查询模块保存。

所述数据库管理查询模块查询影像、图形和属性信息。

所述物方控制杆为伸缩控制杆，一端设置半透明片、另一端设置铁钩，其中伸缩控制杆通过铁钩固定在掌字面上方的铁丝网上。

所述半透明片上下移动与隧道掘进导向激光器的高度保持一致。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的一种基于隧道掌子面的摄影地质编录系统，该摄影地质编录系统，功能完整、算法独特，形成了数据资料的采集、处理、编录、管理、成图、输出的数字化和一体化作业，并且通过数字影像信息完整再现工程和地质的原貌。该摄影地质编录系统改变了现行的隧道掌子面地质编录的手工作业方式，一方面提高了隧道、巷道、洞室等掌子面地质编录的编录成果质量、作业速度和工作安全性，另一方面提高了隧道掌子面地质成果的完整性、准确性和自动化、可视化水平，适用于水电、交通、采矿等领域的地质过程勘探中。

附图说明

图1a、1b为本发明实施例的现场影像获取方式示意图；

图2为本发明实施例的系统软件构成示意图；

图3为本发明实施例的数据处理流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述的一种基于隧道掌子面的摄影地质编录系统做详细说明：