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基于数字图像相关技术的砂土全场变形测量及其DEM数值模拟
摘要
本研究基于数字图像相关技术，对砂土全场变形进行了测量，并利用数值模拟的方法，生成了DEM地形模型，研究结果表明：数字图像相关技术可以较好地反映砂土变形情况，而DEM模型能够准确地模拟出砂土地形信息。这些结果可以用于实际工程设计中的相关应用。
关键词：数字图像相关技术，砂土全场变形测量，DEM地形模型，数值模拟
Abstract
Basedondigitalimagecorrelationtechnology,thisstudymeasuredthefull-fielddeformationofsandysoil,andgeneratedaDEMterrainmodelusingnumericalsimulation.Theresearchresultsshowthatdigitalimagecorrelationtechnologycanwellreflectthedeformationofsandysoil,andtheDEMmodelcanaccuratelysimulatethetopographicinformationofsandysoil.Theseresultscanbeappliedtopracticalengineeringdesign.
Keywords:digitalimagecorrelationtechnology,full-fielddeformationmeasurementofsandysoil,DEMterrainmodel,numericalsimulation
1.引言
地形变形是工程建设和地形测量中的一个重要研究领域。砂土全场变形测量是地形变形研究的关键步骤，这对于工程建设和地形测量具有重要的意义。数字图像相关技术和数值模拟是目前研究砂土全场变形测量和DEM模拟的常用方法。本文将利用数字图像相关技术，对砂土的全场变形进行测量，并利用数值模拟的方法，生成DEM地形模型，以获得准确的地形变形数据，为实际工程设计提供有效的信息。
2.数字图像相关技术
数字图像相关技术是一种通过图像处理技术，对物体变形的分析方法。这种技术可以快速、准确地测量材料的变形、形变等物理量。数字图像相关技术通过分析独立图像组，确定相邻像元之间的协同关系，从而测量出材料的变形量。数字图像相关技术被广泛应用于地质勘探、土力学和工程测量等领域。本文针对砂土的全场变形进行测量，借助数字图像相关技术的优势，能够可靠地反映砂土的变形情况。
3.砂土全场变形测量
3.1样本制作
本文选取了砂土作为样本，首先需将砂土压实于标准圆盘内部，然后将圆盘中心与相机镜头设置在同一水平面上，拍摄多张照片，以获得3D旋转图像。
3.2测量原理
数字图像相关技术是一种经过严格优化后的图像处理方式。它通过模式匹配技术来确定物体表面上相邻像元之间的关系。它最常用的一种方法就是通过计算像素值之间的差异，并寻找最相近的匹配像点。
3.3测量结果
本文对于砂土变形结果的测量表明，数字图像相关技术可以较好地反映砂土变形情况。例如，在砂土变形过程中，砂土表面发生了明显的变形，并转换成有规则的、刚性的平面。通过数字图像相关技术，我们可以测量砂土表面的变形量，确定砂土表面的不同位置，并计算出砂土的受力情况。
4.DEM地形模型
4.1数值模拟
DEM模型是一种采用数字图像相关技术来模拟砂土地形信息的方法。DEM模型通过获取不同分辨率的高程数据，将这些数据拼接成一个地形模型。数值模拟法采用有限元法，通过计算分析结构系统，预测其受力破坏特性。
4.2模拟结果
DEM模型的模拟结果表明，有限元法和数字图像相关技术可以准确地测量出砂土地形的变化情况。通过数值模拟，我们可以确定砂土地形的高程和坡度，对于工程设计和地形测量具有重要意义。
5.结论
本文采用数字图像相关技术，对砂土全场变形进行了测量，并利用数值模拟的方法，生成了DEM地形模型。研究结果表明：数字图像相关技术可以较好地反映砂土变形情况，而DEM模型能够准确地模拟出砂土地形信息。这些结果可以用于实际工程设计中的相关应用。
参考文献
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[2]高晓红.地形测量学[M].北京：中国水利水电出版社，2004.
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