基于近景摄影测量技术的结构变形监测应用研究.docx

基于近景摄影测量技术的结构变形监测应用研究
摘要：
为了保持基础设施的稳定性和安全性，结构变形监测在近年来变得越来越重要。现今，基于近景摄影测量技术的监测方法已经成为常用的工具，能够对建筑物、桥梁、水坝等结构进行高精度的变形监测。本文旨在探讨近景摄影测量技术以及其在结构变形监测中的应用，结构变形监测的目的在于了解结构的实际情况，掌握建筑物、桥梁、水坝等结构变形的时空变化规律，并及时采取合适的措施，以确保结构的安全可靠。
关键词：近景摄影测量技术、结构变形监测、建筑物、桥梁、水坝
一、引言
随着城市化的快速发展和经济的不断增长，各种基础设施建设应运而生，包括建筑物、道路、桥梁、水坝等等。这些结构在使用过程中都会受到自然和人为因素的影响，如地震、风、水等，或是使用不当、施工缺陷等，从而引发一系列的变形和损伤。这些变形和损伤如果得不到及时的监测和维护，将会造成严重的安全隐患和经济损失。因此，结构变形监测显得尤为重要。
目前，结构变形监测主要采用的是传统的测量方法，如全站仪、激光测距仪、倾角仪等。然而，这些方法需要到达实际测量点，操作成本高、精度较低、运用范围受限等问题不可避免。近年来，一种新的基于近景摄影测量技术的监测方法逐渐被引入，它具有高效、低成本、无需接触测量等优势，因此备受关注。
本文将首先介绍近景摄影测量技术的概念、原理及特点，然后探讨其在结构变形监测中的应用，包括测量和分析方法、监测精度、应用案例等，最后对近景摄影测量技术在结构变形监测中的前景进行展望。
二、近景摄影测量技术的概念
近景摄影测量技术是一种基于摄影测量原理的技术，是通过对目标物体进行拍摄并从照片中提取目标物体的特征信息，然后进行测量和分析的一种方法。近景摄影测量技术主要应用于建筑物、桥梁、水坝等结构的测量和监测。
相比传统的测量方法，近景摄影测量技术具有以下特点：
1.高效：相比传统的测量方法，近景摄影测量技术不需要到达实际测量点，只需要在安全距离内对目标物体进行拍摄即可，因此可以快速完成大范围的测量工作；
2.精度高：近景摄影测量技术具有像素级别的精度，能够保证高精度的测量和分析结果；
3.低成本：近景摄影测量技术使用相机和相关软件即可完成测量，无需购买昂贵的测量仪器；
4.无需接触测量：相比传统的测量方法，近景摄影测量技术不需要对目标物体进行接触测量，避免了传统测量方法的一系列问题，如破坏性测量、运输等。
三、近景摄影测量技术在结构变形监测中的应用
1.测量方法
近景摄影测量技术在结构变形监测中的应用主要分为两步：一是对目标物体进行拍摄，获取图像信息；二是对图像信息进行分析，得到目标物体的空间位置和形状信息。其中，拍摄部分需要符合以下条件：避免背景干扰、避免拍摄角度过小导致空间信息不足、避免拍摄角度过大造成重叠度不足等。在进行图像分析时，需要对图像进行校正、匹配、三维重建等操作，得到目标物体的空间位置、形状等相关信息。
2.监测精度
近景摄影测量技术的监测精度取决于多个因素，包括相机参数、精度控制点的布设、算法等。通常情况下，近景摄影测量技术的精度可以达到亚厘米级别，可以满足大多数结构变形监测的需求。合理使用合适的控制点、调整相机参数等可以进一步提高监测精度。
3.应用案例
近景摄影测量技术已经被广泛应用于结构变形监测中，包括建筑物、桥梁、水坝等不同类型的结构。例如，在建筑物变形监测中，可以使用近景摄影测量技术来监测建筑物的裂缝、变形等情况，以及了解建筑物的真实变化情况，及时采取合适的处理措施。在桥梁变形监测中，近景摄影测量技术可以帮助实现桥梁的形态监测，以了解桥梁的整体状态和变化情况，以便及时修复或维护。在水坝变形监测中，近景摄影测量技术可以监测水坝的形变，以及了解水坝的整体安全状况。
四、近景摄影测量技术在结构变形监测中的前景
近景摄影测量技术在结构变形监测中的应用已经得到了广泛的认可，但是仍然存在一些挑战和限制，如：相机分辨率、精度控制点的布设问题、光照、阴影、变形等等。面对这些问题，科研人员可以逐步提高相机的分辨率，实现更高分辨率图像的拍摄、完善控制点的分类等，以进一步提高监测精度。同时，还需要不断研究监测方法和计算算法，以应对实际情况中遇到的各种问题和挑战。
综上所述，近景摄影测量技术在结构变形监测中具有很高的应用前景。随着科技的不断发展，相信近景摄影测量技术在结构变形监测中的应用将会越来越广泛，成为一种成熟、快速且精准的监测方法。