一种基于平行摄影的勘探洞地质编录底图生成方法_3

文档序号:9928608阅读:来源:国知局
据摄影测量共线方程,由像平面坐标x、y解算出每个像元对应的像空间辅助坐 标系坐标M、V、IT,从而得到像空间工程辅助坐标系坐标u、v、w:
[0075]
[0076]
[0077] 其中,旋转矩阵R为把像空间坐标系转换为像空间辅助坐标系的旋转变换矩阵,由 像片外方位元素中的=个角元素确定,外方位元素由单像空间后方交会得到;xo、yo、f为已 知的像片内方位元素;
[0078] (3-2)计算投影系数及物方坐标:
[0079] 设桐壁上一点A,在勘探桐工程坐标系中的坐标为口4,¥4,24),其对应的像点曰的坐 标为(Xa,ya),像空间工程辅助坐标为(化,乂3,巧3);5为投影中屯、,在勘探桐工程坐标系中的坐 标为(Xs,Ys,Zs),由单像空间后方交会计算得到;投影光线SaA存在W下的关系:
[0080]
[0081] 由投影光线及勘探桐目标柱面方程计算出投影系数A;首先根据影像的投影关系 判别与投影光线相交的目标面,然后由式(2)与式(5)联立解得像点的投影系数、最后按式 (7)即可解出物点A在勘探桐工程坐标系下的物方坐标(Xa,Ya,Za):
[0082]
[0083]
[0084] (3-3)原始影像投影纠正:
[0085] 建立勘探桐展示影像的坐标系0-CXCY,其中,CX轴与桐轴方向平行,CY轴指向勘探 桐横截面的展开方向;
[0086] 根据勘探桐工程坐标AUa,Ya,Za),由式(8)得到A点在展示影像坐标系中的坐标 CXa、CYa:
[0087]
[0088] 包括点A在内,按式(3)、(4)、(7)、(8)的数学关系对原始影像逐像元地投影纠正至 展示影像坐标平面,并经重采样后,即可取得新的单张展示影像。
[0089] 因对勘探桐设计了沿桐轴的特殊拍摄方式来提高摄影编录效率,但运会引起勘探 桐成像细节随物距变远而迅速压缩。为了取得勘探桐开挖表面精细影像并保证地质编录精 度,在纠正制作展示影像时,对每张原始影像仅使用其构像比例尺最大、细节展示最清晰的 部分,即距离拍摄位置最近的一部分图像,其具体过程是:先计算出原始影像上各像点对应 物点的勘探桐工程坐标(X,Y,Z),找出X的最大值Xmax;然后依据相邻两张影像的外方位元素 Xs的差值推算出拍摄间距A X,得出Xmax+A X,从而确定每张影像的物方纠正区域为从 Xmax+ A X的一段勘探桐。像方区域为图4所示的阴影部分。
[0090] 在本发明实施例所述方法步骤4中的展示影像生成是指,将某一段勘探桐内各单 张展示影像拼接起来而生成影像地质编录底图,具体过程为:
[0091] 通过各影像的展示坐标(CX,CY)确定影像间的重叠区域,然后W重叠区域的中线 作为拼接线,拼接线坐标C丸,其计算公式为:
[0092] Q(L=(CXmax+CX'min)/2 (9)
[0093] 其中,CXmax为拼接时左影像最右侧边缘像元在勘探桐展示影像坐标系O-CXCY中的 坐标,CX'min为右影像最左侧边缘像元在勘探桐展示影像坐标系O-CXCY中的坐标;
[0094] 处理重叠区域时,割去左影像在拼接线右侧CX >C)(l的部分,同时割去右影像在拼 接线左侧CX含CXl的部分,再将左右影像合并在一起形成一幅新的图像,实现左右影像的拼 接;对所有单张展示影像两两进行拼接,从而得到一整幅某粧段内的勘探桐展示影像图。如 图5所示,为本发明的一个实施例的根据展示坐标的影像拼接示意图。
[00%]勘探桐展示影像图,是W粧段(桐内两个粧号之间的一段)分幅管理的展示影像 图,亦是影像地质编录的底图,其由粧段内各张原始影像经投影纠正得到单张展示影像后, 再经过展示影像之间的拼接而生成。
[0096] 影像拼接是裁去相邻影像之间的重叠部分,通过拼接线把多张展示影像自动拼接 成一幅整粧段的勘探桐展示影像图的处理过程。由于各单张展示影像均定义在统一的勘探 桐展示影像坐标系统中,故影像拼接的基础即是展示影像的像平面坐标。
[0097] 图6所示为本发明所述方法中采用的活动控制架的结构示意图。该活动控制架已 获得中国发明专利"一种物方定位自动安平活动控制架",专利号为CN201310399420.7。
[0098] 根据本发明所述方法最终得到的展示影像可用于影像地质编录。主要包括:
[0099] (1)展示影像的空间坐标反算
[0100] 基于勘探桐展示影像图,对任一像素的量测就可W读取其展示坐标。然而,影像地 质编录的主要工作之一,是通过影像上出露的地质结构线,量算获得相应结构面的空间产 状要素。显然,运里的关键是要获取结构线上空间不共一直线的=个W上点的勘探桐工程 坐标。
[0101] 展示影像图形式上是平面图,实际上展示影像上的点与=维的勘探桐目标柱面之 间,存在着一一对应关系。故依据展示影像的像平面坐标,可W计算得到像点对应物点的勘 探桐工程坐标,进而计算得出岩层结构面产状。实现勘探桐展示影像量测结构面产状的关 键,是要解决展示平面坐标到物方空间坐标的反算问题。
[0102] 对矩形勘探桐,展示影像坐标(CX,CY,CZ)与桐室目标柱面上物点的勘探桐工程坐 标(X,Y,Z),满足式(10)关系:
[0103]
[0104] 显然,式(10)就是展示影像的空间坐标反算式,可W由各地质构造线的像片坐标 算出其空间坐标,进而计算该地质构造的产状。
[0105] (2)影像数字编录
[0106] 展示影像图不但客观、真实地记录了勘探桐开挖表面的各种地质现象和工程状 况,而且按照工程地质制图规范进行了精确的几何处理。影像数字编录,就是将生成的勘探 桐展示影像图作为底图,集成GIS用户图形界面,通过影像判读与分析,在计算机上实现工 程地质编录要素的识别与描述、绘图与编辑、产状量算和属性数据记录等,生成并输出编录 成果图,同时实现图形、图像和属性数据的数据库管理。根据勘探桐数据库的设计,对编录 数据分层管理,设置相应的图层分类编录。数字编录过程主要分为W下=个环节。
[0107] 1)编录图形的绘制与编辑
[0108] 展示影像图经过地理编码配准后,根据展示影像图上表现的点、线、面状地质特 征,在相应的地质编录图层上绘制地质点或者线条等图形要素,并对绘制的图形进行制图 编辑。
[0109] 2)结构面产状的量测与计算
[0110] 在展示影像图上对地质结构面出露的结构线进行量测,反算得若干量测点的勘探 桐工程坐标,计算出该结构线所代表的结构面的空间产状。
[0111] 3)编录属性数据的录入与注记
[0112] 除产状要素外,工程地质编录还包括其它诸多地质要素属性数据,如结构面的性 质、填充状况、起伏状况等。运些地质属性数据的获取依赖于地质工程师基于影像的判识, 通过人机交互方式录入数据库并上图注记。
[0113] W上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人 员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可W作出若干改进,运
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