1、基于無人機航攝的邊坡基于無人機航攝的邊坡表面表面位移位移檢測檢測及安全評價系統(tǒng)開發(fā)研究及安全評價系統(tǒng)開發(fā)研究DevelopmentofSlopDisplacementDetectionSafetyEvaluationSystemBasedonUAVPhotography學科專業(yè)：水利工程研究生：孫鈺杰指導教師：張社榮教授天津大學建筑工程學院二零一六年十一月I摘要邊坡工程是一項常見但危險性極高的工程項目，其安全狀況事關(guān)人類生命財產(chǎn)安全。邊

2、坡表面位移是表征邊坡變化的最顯著的參數(shù)，最能體現(xiàn)邊坡的變化狀況和發(fā)展趨勢。目前，在邊坡檢測領(lǐng)域傳統(tǒng)的手段有大地測量法、GPS法、三維激光掃描法等，但這些方法在不同程度上存在著專業(yè)化程度高、成本高、內(nèi)外業(yè)工作量大等缺點。近年來，隨著無人機和計算機視覺技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，采用無人機航攝的方法獲取邊坡區(qū)域的數(shù)字圖像并使用計算機進行處理的方法已能夠滿足邊坡表面位移和變形的測量需求。與傳統(tǒng)的測量方法相比，此方法具有成本低、安全性高、無接觸、迅速

3、等優(yōu)點?；谝陨系恼撌?，本文采用VisualC編程語言，借助OpenCV、VTK等開源庫設(shè)計了基于無人機航攝的邊坡表面位移檢測及安全評價系統(tǒng)，研究內(nèi)容主要涉及以下幾個方面：（1）特征點識別與匹配：利用計算機視覺技術(shù)對邊坡圖像進行分析處理，分析各類圖像識別算法的優(yōu)勢與差異，選取合適的圖像識別算法對航攝圖像進行識別與匹配，并剔除匹配誤差，最終獲得不同圖像中的同名點，以便后續(xù)進行同名點的三維坐標解算。（2）邊坡表面模型重建：獲取航攝相片的內(nèi)外

4、方位元素，根據(jù)邊坡區(qū)域數(shù)字圖像的處理結(jié)果，結(jié)合攝影測量及SFM的基本原理，進行特征點的三維坐標解算，從而獲取邊坡點云數(shù)據(jù)；再根據(jù)表面模型的重建算法，對離散的點云進行三角網(wǎng)格劃分，生成邊坡的表面模型。（3）位移計算方法研究：根據(jù)計算機視覺的特點，設(shè)計兩種計算邊坡位移的方法。第一種是基于檢測點的位移計算方式，即檢測識別出邊坡上預設(shè)的檢測點，對比兩次檢測點的三維坐標得出其位移，非檢測點的位移可通過插值獲?。坏诙N是基于表面模型的位移計算方式，