CN2836365Y - 地质数码影像编录系统 - Google Patents

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李�浩
刘新中
张友静
夏宏良
杨彪
邹文志
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Hohai University HHU
PowerChina Zhongnan Engineering Corp Ltd
Hydrochina Zhongnan Engineering Corp
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Abstract

本实用新型涉及一种地质数码影像编录系统，该系统由数码相机1、带支架的经纬仪2或地质数码摄影编录仪5、数码相机可量测化检测装置3和计算机4组成。系统独立完整、操作简便、经济实用，其精度能满足要求，大大地推动了高新技术在地质专业中的应用，使地质工程技术人员从繁重的野外地质测绘编录中得以解脱，减轻了劳动强度、提高了工作效率和成果质量。

Description

地质数码影像编录系统
技术领域
本实用新型属于工程地质技术领域。尤其涉及一种地质数码影像编录系统。
背景技术
在工程建设领域，现场地质测绘编录仍然沿袭着传统的手工作业方式，这种拉皮尺度量加目视估算的方式不仅工效低、精度低，技术落后，而且还存在劳动安全隐患，难以满足现代化施工技术条件下地质专业对现场快速反应的工程建设需求，已成为困扰广大地质技术人员的难题。既使以往有过基于近景摄影测量的各种地质测绘编录方案或设想，也从未根本解决编录模式与量测精度等问题。
随着信息化时代的来到，高新技术在工程建设中作用日趋广泛。计算机图形图像处理技术、GIS技术、CAD技术和自动化测量设备为地质数码影像测绘编录提供了技术支持和物质基础。目前，相关文献介绍的摄影编录方法大都基于如陆摄仪、近景摄影机等应用专门设备。但这种方式需要航空胶片或干板冲洗，需要专用设备如解析测图仪进行量测；该方式与地质专业知识的结合不够紧密，不能有效地提取地质要素进行描述和表达，因而实际上无法推广与应用。此外，利用数码相机进行地质编录的有关文献，由于忽视了数字相机的构像畸变和内外方位参数检测至使技术成果无精度可言。其主要缺陷有：
1、现行的像片控制方法不能有效控制精度；
2、普通像片代替量测像片处理，使像片无法定向；
3、对起伏影像无法进行纠正与镶嵌；
4、立体像缺乏定向依据，使立体模型无法空间定位。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提供一种基于数码相机可量测化改造、专用拍摄定位装置设计、数码相机成像、图形图像计算机处理和地质编录信息数据库管理的地质数码影像编录系统。以取代传统的施工地质编录、地质平面测绘和钻孔岩芯素描等工作的手工作业模式，使地质工程技术人员从繁重的野外作业中得以解脱，大大减轻其劳动强度、提高工作效率。
本实用新型的技术解决方案是，提供一种地质数码影像编录系统，该系统由数码相机1、带支架的经纬仪2或地质数码摄影编录仪5、数码相机可量测化检测装置3和计算机4组成(参见图1～2)。
所述数码相机1可以选择市面上任意款式，现场拍摄图像的范围与相机的场景视角密切相关。
所述带支架的经纬仪2由经纬仪与支架构成，数码相机安装在支架上，以此满足地下洞室图像采样时摄站点空间定位的需求。
所述地质数码摄影编录仪5是一个机械光学定位仪器，主要针对经纬仪存在的一些不足，提供一种替换装置，它能够扩展相机型号的选择范围，大大简化现场地质图像采集的操作过程，且支持各种型号的数码相机配套使用。该地质数码摄影编录仪5如图4～6所示，具有一基座503和位于基座503上方的相机座槽513，相机座槽513固定在基座503的L字形台架508上，相机座槽513与台架508台面平行，相机座槽513一端与台架508架壁固接，所述基座503底部还有一层底板501，底板501与基座503之间设有调节旋纽502，基座503与台架508之间设有水平刻度盘504，台架508的上底面横卧状设置有一水准管509，而台架508之架壁外侧则设有竖向刻度盘519，此外，上述相机座槽513上还设有由固定架510固定的望远镜511。
所述数码相机可量测化检测装置3如图4～6所示，具有一个箱形框架31，箱形框架31上有连杆32、横梁33、加强杆35和横杆36，其中横杆36位于箱形框架31前框下方且与前框两侧框条相连，并使前框分为上框与下框，连杆32为二根，该二根连杆32交叉分别与上框对角相连，横梁33亦为二根，该二根横梁33分别与箱形框架31的左右侧框两侧框条相连，加强杆35位于箱形框架31后框，该加强杆35两端分别与后框上下框条相连。箱形框架31上还具有支撑杆34，支撑杆34为二根，该二根支撑杆34各自一端分别与箱形框架31的左右侧框上部框条相连。此外所述箱形框架31的框条上还分布有标有标号的标贴37。标贴37上可标有其所在位置的空间坐标值。
所述计算机4可选市面上任意一款IBM系列兼容机，CPU为PIII以上、内存大于128M、硬盘大于2G，通过编制专用软件完成图像处理、成果图生成和编录信息管理等事务。
本系统在使用时分以下步骤：
1、数码相机可量测化，其主要任务包括数码相机的畸变差校检、内方位元素检测和外方位元素的控制。所述数码相机可量测化检测方式如下：
(1)使用数码相机在平坦的垂直面上构建一坐标网格，网格单元大小依数码相机采用之焦距与景深调整；
①通过相机移位或定位拍摄图像，然后将图像传输到计算机进行图像分析、计算与确定畸变系数，进行相机畸变系数检测；
②将设有数码相机的经纬仪或地质数码摄影编录仪，通过相机移位或定位拍摄图像，然后将所得图像传输到计算机进行图像分析确定其外方位控制元素。
(2)使用数码相机可量测化检测装置进行相机内方位元素检测。即在检测装置前方架设两台经纬仪或全站仪，利用经纬仪或全站仪观测所有标贴代表的控制点，通过前方交会和三角高程法获得各控制点的物方坐标，通过相机移位或定位拍摄图像，然后将图像传输到计算机进行图像分析确定其内方位元素。
本实用新型使用时即由上述步骤(1)～(2)获得相机畸变系数和内、外方位元素，从而实现数码相机的可数量化。
2.将经量测化检测过的数码相机置于地面(包括边坡、基坑、山地、河谷和钻孔岩芯)拍摄场地，在单幅照片可拍摄的场景内设置4个影像标志测量点，即采用物方控制模式手持相机拍摄或将相机安装在三角架上进行定位拍摄获取现场图像，并且分设左、右摄站点，分别对同一目标拍摄成左、右两张图像，形成立体像对，便于准确提取地质要素及结构面产状量算和空间关系转化。
3.将经量测化检测过的数码相机安装在经纬仪或地质数码摄影编录仪上，将其置于地下洞室地质编录现场，依据地下洞室断面曲线方程和分期、分层开挖方式选择摄站点位置，摄站点连线可以是洞轴线，也可以是现场开挖的局部边界或已成形的断面中心连线，采用像方控制模式依次分别沿摄站点连线对每一个摄站点分幅拍摄条带图像。相邻摄站点所拍图像要求略有重叠。
4.将上述步骤2～3所采集的图像传入计算机，通过配套研制的专用软件处理，生成符合相关规程规范要求的地质编录技术成果图表。
本实用新型的有益效果是：系统独立完整、操作简便、经济实用，其精度能满足要求，大大地推动了高新技术在地质专业中的应用，使地质工程技术人员从繁重的野外地质测绘编录中得以解脱，减轻了劳动强度、提高了工作效率和成果质量。
附图说明
图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图；
图2为本实用新型实施例2的结构示意图；
图3为数码相机可量测化检测装置的结构示意图；
图4为地质数码摄影编录仪的结构示意图；
图5为图4所示地质数码摄影编录仪的左视图。
图6为图4所示地质数码摄影编录仪的俯视图。
以上图1～6中的标示为：
1-数码相机，
2-带支架的经纬仪，
3-数码相机可量测化检测装置，
31-箱形框架，   32-连杆，
33-横梁，       34-支撑杆，
35-加强杆，     36-横杆
37-标贴
4-计算机，
5-地质数码摄影编录仪。
501-底板，            502、512-调节旋纽，
503-基座，            504、519-刻度盘，
505、516-制动旋纽，   506、517-微调旋纽，
507、520-读数指示器， 508-台板，
509-水准管，          510-固定架，
511-望远镜，          513-座槽，
514、515-弹力螺丝，   518-换档扳手，
521-圆水准器          522-校正螺丝，
523-垫片。
具体实施方式
实施例1，参见图1，本例地质数码影像编录系统由数码相机1、带支架的经纬仪2、数码相机可量测化检测装置3和计算机4组成。其中数码相机1选择日本佳能公司生产的PowerShot G2型数码相机。带支架的经纬仪2由J2型经纬仪与专用支架连接而成，支架采用南京112厂生产的铝合金箱型无盖式结构的数码相机托盘式支架，用于地下洞室编录时安装数码相机。
数码相机可量测化检测装置3采用中国水电顾问集团中南勘测设计研究院圭臬新技术公司生产的SK-101型数码相机可量测化检测装置。参见图3，该装置的箱形框架31取材铝合金型材裁制成杆，杆长取值范围1～4米，采用焊接工艺制作而成。该箱形框架31包括有连杆32、横梁33、支撑杆34、加强杆35和横杆36，其中横杆36位于箱形框架31前框下方且与前框两侧框条相连，并使前框分为上框与下框。连杆32为二根，该二根连杆交叉分别与上框对角相连，横梁33亦为二根，该二根横梁33分别与箱形框架31的左右侧框两侧框条相连。支撑杆34亦为二根，该二根支撑杆34一端分别与箱形框架31的左右侧框上部框条相连。加强杆35位于箱形框架31后框，该加强杆35两端分别与后框上下框条相连。此外所述箱形框架31的框条上还分布有标有标号的不干胶标贴37。
计算机4选择北京联想公司生产的开天-4600型微机，操作系统为Windows XP；软件支持平台为MS-Office XP、MapInfo Professional 6.5、AutoCAD 2004；软件开发平台为Microsoft Visual Studio 2000。通过开发专用图像处理、地质编录、数据库管理和CAD成图软件，达到生成地质专业所需技术成果图表之目的。
实施例2，参见图2，该例地质数码影像编录系统由数码相机1、地质数码摄影编录仪5、数码相机可量测化检测装置3和计算机4组成。其中数码相机1选择日本尼康公司生产的Nikon D1X型数码相机，配备NikonAF17-35型超广角专业镜头。
实施例1使用的带支架的经纬仪2由地质数码摄影编录仪5替换。该地质数码摄影编录仪5是一个机械光学定位仪器，采用中国水电顾问集团中南勘测设计研究院圭臬新技术公司生产的DSY-201型地质数码摄影编录仪。该地质数码摄影编录仪5，是基于地下洞室地质数码影像编录需要，从现场图像采集的易用性、拍摄站点的快速定位、现场图像的质量精度以及拓宽数码相机的可选范围等多个角度考虑进行设计的。参照图4～6，它的该实施例具有一用来支撑仪器上部分构件的铝合金基座503和位于基座503上方的带有调节旋纽512的相机座槽513，基座503呈三角形，基座503的上底面叠加式安装台架508，台架508呈L字形，架面即台架508的上底面横卧状设置一条式水准管509，架面与相机座槽513槽面平行，以保证相机拍摄仰角的读数准确。相机座槽513一端与台架508架壁壁面固接。上述相机座槽513上由固定架510固定一昆明时空科技有限公司生产的型号为QK-04的望远镜511及其换档扳手518。该换档扳手518安装在台架508架壁上，用于控制望远镜和相机在竖直方向上的转动并按照固定的角值换档。为适应洞室编录的常规条带拍摄，默认为每转动30度为一挡。所述相机座槽513上设有弹力螺丝514、515，用于多方向固定相机，防止相机多方向发生位移或者旋转，从而使得相机相对仪器处于静止状态。此外，相机座槽513槽腔内还装有垫片523，用来防止相机相对安置槽的的晃动和防止相机外壳磨损。当数码相机装载在该仪器上之后，通过望远镜瞄准、换档扳手变换和微调旋纽调节，即可非常方便地进行目标瞄准和拍摄站点空间数字定位，从而达到设计目的。底板501位于基座503之下并与基座503平行，带有便于与测量三角架的螺纹连接的螺孔，并对应基座503亦呈三角形。底板501与基座503之间设有分布在底板501和基座503对应的三个角上的可调节高度的调节旋纽502，使用调节旋纽502可调整仪器的水平度。基座503与台架508之间设有带水平制动旋纽505，水平微调旋纽506以及读数指示器507的水平刻度盘504。该水平刻度盘504一侧盘面上还设有一带校正螺丝522的圆水准器521，用来指示仪器是否平整。使用水平刻度盘504可测量仪器在水平方向的旋转角度，即水平角。上述水平制动旋纽505即用于控制仪器在水平方向的转动。仪器可以在水平方向360°范围转动，所以相机可以以任何方位进行拍摄。制动螺旋旋紧后，仪器上部将不能在水平方向大幅度转动。如在水平制动旋纽505旋紧后，转动上述水平微调旋纽506，可使仪器在水平方向微动校准。竖向刻度盘519设于台架508之壁面外侧，用于测量望远镜在竖直方向的旋转角度，即测量竖直角，从而确定数码相机拍摄时的姿态俯仰角。竖向刻度盘519则带有竖向制动旋纽516、竖向微调旋纽517以及读数指示器520。所述竖向制动旋纽516用于控制望远镜511和相机座槽513在竖直方向的转动。所述竖向微调旋纽517，是在竖向制动旋纽516旋紧后进行转动，可使望远镜和相机座槽513在竖直方向轻微转动，将相机拍摄时的俯仰角准确安置在指定的读数上。这种编录仪具有一基座和位于基座上方的相机座槽，基座L字形台架架面与相机座槽槽面平行以保证相机拍摄仰角的读数准确。上述相机座槽上固定安装一由昆明时空科技有限公司生产的型号为QK-04的望远镜。该望远镜由换档扳手控制。为适应洞室编录的常规条带拍摄，默认为每转动30度为一挡。当数码相机装载在该仪器上之后，通过望远镜瞄准、换档扳手变换和微调旋纽调节，即可非常方便地进行目标瞄准和拍摄站点空间数字定位，从而达到设计目的。
其它装置同实施例1。

Claims (8)

1、一种地质数码影像编录系统，其特征在于，该系统由数码相机(1)、带支架的经纬仪(2)或地质数码摄影编录仪(5)、数码相机可量测化检测装置(3)和计算机(4)组成，
其中数码相机可量测化检测装置(3)具有一个箱形框架(31)，箱形框架(31)上有连杆(32)、横梁(33)、加强杆(35)和横杆(36)，其中横杆(36)位于箱形框架(31)前框下方且与前框两侧框条相连，并使前框分为上框与下框，连杆(32)为二根，该二根连杆(32)交叉分别与上框对角相连，横梁(33)亦为二根，该二根横梁(33)分别与箱形框架(31)的左右侧框两侧框条相连，加强杆(35)位于箱形框架(31)后框，该加强杆(35)两端分别与后框上下框条相连，此外所述箱形框架(31)的框条上还分布有标有标号的标贴(37)。标贴(37)上可标有其所在位置的空间坐标值，
而所述地质数码摄影编录仪(5)具有一基座(503)和位于基座(3)上方的相机座槽(513)，相机座槽(513)固定在基座(503)的L字形台架(508)上，相机座槽(513)与台架(508)台面平行，相机座槽(513)一端与台架(508)架壁固接，所述基座(503)底部还有一层底板(501)，底板(501)与基座(503)之间设有调节旋纽(502)，基座(503)与台架(508)之间设有水平刻度盘(504)，台架(508)的上底面横卧状设置有一水准管(509)，而台架(508)之架壁外侧则设有竖向刻度盘(519)，此外，上述相机座槽(513)上还设有由固定架(510)固定的望远镜(511)。
2、根据权利要求1所述的地质数码影像编录系统，其特征在于，所述数码相机可量测化检测装置(3)的箱形框架(31)上还具有支撑杆(34)，支撑杆(34)为二根，该二根支撑杆(34)各自一端分别与箱形框架(31)的左右侧框上部框条相连。
3、根据权利要求1所述的地质数码影像编录系统，其特征在于，所述地质数码摄影编录仪(5)的水平刻度盘(504)一侧盘面上设有圆水准器(521)。
4、根据权利要求1所述的地质数码影像编录系统，其特征在于，所述地质数码摄影编录仪(5)的相机座槽(513)上设有弹力螺丝(514、515)。
5、根据权利要求1所述的地质数码影像编录系统，其特征在于，所述地质数码摄影编录仪(5)的相机座槽(513)槽腔内装有垫片(523)。
6、根据权利要求1所述的地质数码影像编录系统，其特征在于，所述地质数码摄影编录仪(5)的台架(508)架壁上安装有换档扳手(518)。
7、根据权利要求1所述的地质数码影像编录系统，其特征在于，所述地质数码摄影编录仪(5)的水平刻度盘(504)上安装有微调旋纽(506)。
8、根据权利要求1所述的地质数码影像编录系统，其特征在于，所述地质数码摄影编录仪(5)的竖向刻度盘(519)上安装有微调旋纽(517)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102168967A (zh) * 2011-03-18 2011-08-31 苏州信达光电科技有限公司 光学仪器经纬仪托架及其控制方法
CN103093388A (zh) * 2013-02-01 2013-05-08 河海大学 一种基于隧道掌子面的摄影地质编录系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102168967A (zh) * 2011-03-18 2011-08-31 苏州信达光电科技有限公司 光学仪器经纬仪托架及其控制方法
CN102168967B (zh) * 2011-03-18 2013-04-03 苏州信达光电科技有限公司 光学仪器经纬仪托架及其控制方法
CN103093388A (zh) * 2013-02-01 2013-05-08 河海大学 一种基于隧道掌子面的摄影地质编录系统

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