基于数字测量技术的桥梁监测及预警系统

为了弥补传统测量手段在监测桥梁整体变形和长期实时监测的不足,克服基于单目视觉的数字摄影技术无法监测桥梁三维变形的缺陷,提出图像匹配-时间基线视差法。在适当位置布设观测站,架设数码相机,在距离数码相机不远处布设参考点组成参考平面,使得参考平面与摄影方向垂直,在桥梁上布设观测点。根据图像匹配-时间基线视差法求得变形点在物平面上的二维变形值,再利用三维变形监测原理将物平面上的水平变形分解到沿桥梁方向和垂直于桥梁方向,从而求得桥梁的三维变形。结果表明:桥梁变形点的监测精度在物平面上的X方向上为0.72 mm,在Z方向上为1.16 mm,能够满足变形监测的精度要求。凤凰山路桥在X, Y, Z以及综合方向上都表现出较好的弹性,且最大的正负挠度的绝对值之和为7.57 mm≈(1/8)×(L/1000)(桥梁挠度的容许变形),桥梁的健康状态良好。桥梁监测及预警系统能够实现数据获取、传输、存储、处理,以及结果展示一体化,且变形曲线图能够直观展示桥梁结构的变形走向,有效的预警潜在的危险。     

直接线形变换法在钢结构震动监测中的应用研究

利用数字摄影方法进行钢结构震动变形的监测,可以解决常规测量方法无法解决的难题,然而数字摄影所采用的数码相机属于非测量相机,没有框标及定向设备,不能得到摄影瞬间的内、外方位元素的初始值。因此用数码相机获取的测量数据传统解法无法计算处理。为提高测量精度,我们对数码相机进行检校,将检校的相机在钢结构变形监测实验中使用,实际测量数据利用直接线性变换法处理。该方法有效地减弱数码相机内、外方位元素不稳定以及外界环境条件的影响,取得了成果分析精度达3‰的效果。     

时间基线视差法在形变测量中的应用探索

数码相机属于非测量相机,它没有框标及定向设备,不能得到摄影瞬间的内、外方位元素的初始值。因此用数码相机获取的测量数据传统解法无法计算处理。我们在钢结构变形实验中使用数码相机进行监测,测量数据利用时间基线视差法处理,采用“直线内插法”有效地减弱数码相机内、外方位元素不稳定以及外界环境条件的影响,取得了成果分析精度达2／1000的效果。     

直接线形变换法在钢结构震动监测中的应用研究

利用数字摄影方法进行钢结构震动变形的监测,可以解决常规测量方法无法解决的难题,然而数字摄影所采用的数码相机属于非测量相机,没有框标及定向设备,不能得到摄影瞬间的内、外方位元素的初始值.因此用数码相机获取的测量数据传统解法无法计算处理.为提高测量精度,我们对数码相机进行检校,将检校的相机在钢结构变形监测实验中使用,实际测量数据利用直接线性变换法处理.该方法有效地减弱数码相机内、外方位元素不稳定以及外界环境条件的影响,取得了成果分析精度达3%.的效果.     

数字近景摄影测量在钢桁架节点试验中的应用

针对钢桁架节点变形场测量问题,以某输煤栈桥钢桁架节点试验为依托,利用数字近景摄影测量技术进行位移测量。首先运用定点拍摄方法获取变形图像,然后进行图像预处理与像素坐标提取,对测点的位移变化规律进行分析。结果表明:近景摄影测量技术在钢桁架节点的全场变形测试中测量精度能够满足试验需要,并且该技术具有简便的操作性及很强的实用性。     

用数码相机测量斜拉桥拉索模型的变形

结合数字近景摄影测量技术的优点及斜拉桥拉索变形的特点,利用普通数码相机对斜拉桥拉索模型的变形进行非接触式测量。考虑到相机光学畸变的直接线性变换,在确定变形平面的基础上,利用单张相片求解目标点物方三维坐标。介绍了实验的整个过程,包括控制点布设、相片拍摄、参数求解、变形平面确定、拉索上目标点变形值计算等。通过对已知点检验证明了用本文方法得到的变形测量精度能满足对桥梁模型进行分析研究的要求。     

时间基线视差法在形变测量中的应用探索

数码相机属于非测量相机,它没有框标及定向设备,不能得到摄影瞬间的内、外方位元素的初始值.因此用数码相机获取的测量数据传统解法无法计算处理.我们在钢结构变形实验中使用数码相机进行监测,测量数据利用时间基线视差法处理,采用"直线内插法”有效地减弱数码相机内、外方位元素不稳定以及外界环境条件的影响,取得了成果分析精度达2/1000的效果.     

三维时间基线视差法在变形监测中的应用研究

利用数码相机进行钢结构的变形监测是对传统近景摄影方法的变革,但数码相机属于非测量相机,它没有框标及定向设备,摄影瞬间的内、外方位元素的初始值是无法得到的。因此,常规解法无法解决数码相机获取测量数据的计算处理问题,对此时间基线视差法有其特殊优势。利用三维时间基线视差法处理钢结构变形测量数据的解算方法,给出了实验结果。该方法考虑了分辨率、焦距以及外界环境条件的影响,采用有效的方法进行消除,取得了观测误差小于2/1000的结果。     

三维时间基线视差法在变形监测中的应用研究

利用数码相机进行钢结构的变形监测是对传统近景摄影方法的变革,但数码相机属于非测量相机,它没有框标及定向设备,摄影瞬间的内、外方位元素的初始值是无法得到的.因此,常规解法无法解决数码相机获取测量数据的计算处理问题,对此时间基线视差法有其特殊优势.利用三维时间基线视差法处理钢结构变形测量数据的解算方法,给出了实验结果.该方法考虑了分辨率、焦距以及外界环境条件的影响,采用有效的方法进行消除,取得了观测误差小于2/1000的结果.     

密集储分货架系统变形监测数学模型应用研究

密集储分一体化系统DCASS货架是否稳定关系到整个物流仓储系统的安全性,建立数学模型并采用合理的分析方法对货架系统进行变形监测,是准确把握货架变形特征并保证其稳定性的重要研究方法。文章应用多元回归分析、灰色系统及卡尔曼滤波等3种变形分析模型对观测数据进行对比,建立了DCRP检校、平面时间基线视差与空间时间基线视差等3种数学模型,并对密集储分DCASS货架系统进行瞬间变形监测实验的应用研究。结果表明:灰色系统模型可以使用较少的数据而得到较好的预测结果,卡尔曼滤波模型预测结果较为稳定可靠;采用DCRP方法对DCASS货架系统进行瞬间变形监测,可以实现对目标系统变形监测的多点化、全天候、动态化、瞬时性以及非接触式监测;变形监测实验能够精确捕捉各变形点的变形量,货架稳定性得到了有效校验,监测精度可达2‰。     

工程监测网的稳定性分析

工程监测网中,如何判定网点的稳定性,是变形观测资料分析中的重要问题。本文通过对多期的观测资料,选用不同的平差方法,由平差结果的统计,检验分析,逐步地选取拟稳点,在秩亏自由网平差的基础上,通过2～3次拟稳平差,完全可以真实地反映监测网点位的变形信息,这是一种简便、可行的稳定性分析的方法。文中还画出了各观测周期平差结果的矢量图。文章最后提出了监测网布设、平差和稳定性分析的基本原则。     

数字水准仪误差分析与变形监测

对数字水准仪的基本知识和误差来源进行了分析,归纳和总结了数字水准仪在使用中的注意事项。针对数字水准仪在变形监测中的测量精度进行了实践探讨,推动数字水准仪在变形监测领域的应用。     

近地超轻型小数码航空摄影测量系统及其应用分析

对研制的近地超轻型小数码航空摄影测量系统进行介绍并对其在焦作市的应用进行分析.该系统总体由4部分组成：超轻型飞机飞行平台;数码影像获取系统;数据处理软件系统;地面辅助系统.其关键技术包括：系列数码航空摄影测量仪;非量测数码相机的高精度检校技术;稳定平台与航飞相机姿态控制技术;GPS定点曝光和实时补拍技术;虚拟相片制作技术及真彩影像;高精度单点定位在航测中的应用;高精度大比例尺测图;超轻型飞行平台（飞机）的改造及影像数据后处理技术.在焦作市大比例尺测图中的应用表明,本系统航飞适应性强,地面野外工作量少,航测成本低,成图周期短.总之,该国产数码航测系统的研制成功,将给我国测绘工作带来一场新的变革.     

弄另水电站厂房后边坡变形监测与变形预测

弄另水电站厂房后边坡由于所处的不良地质环境和开挖、降雨等因素的影响,需要通过安全监测网对边坡的安全动态进行准确的分析和评价。利用监测点IN1、IN2的变形监测数据对边坡情况进行了分析,建立了边坡位移时间预报的非平稳时间序列分析模型,基于该模型预测边坡岩体变形趋势。预测结果表明,ARMA模型实时建模的分析方法能较好地反映边坡位移变形的动态变化规律,准确预报出边坡位移的发展趋势,该边坡在采取加固措施后变形已基本稳定。     

GPS技术在变形监测中的应用综述

全球定位系统GPS（Global Positiming System）,以其连续、实时、高精度、全天候测量和自动化程度高等优点,对经典大地测量学以及地球动力学研究的诸多方面产生了极其深刻的影响,在工程及灾害监测中的应用也越来越广泛.然而,目前GPS在变形监测方面的应用也存在不足和局限性.本文首先对常规大地测量技术、特殊变形测量手段、摄影测量技术和GPS技术用于变形监测的现状及其特点进行总结,然后对目前GPS用于变形监测的模式、数据处理方法及其存在的问题作一介绍和分析,最后探讨GPS变形监测技术的发展趋势.     

高心墙堆石坝施工期变形时空预测模型研究

针对高心墙堆石坝变形监测断面有限,而传统的单点变形预测模型难以有效反映坝体的整体变形趋势,通过采用分离型时空模型的构建方式,以及基于物理成因分析的单点变形拟合和空间拓展的思路,来构建施工期变形时空预测模型能够克服单点序列模型的某些缺点。本文基于现有的粗粒土变形计算理论,推导并建立坝体垂直、水平变形单点物理成因模型,在单点模型的基础上采用克里金空间插值技术进行空间拓展,构建了高心墙堆石坝变形时空预测模型。经瀑布沟高心墙堆石坝原观变形分析表明,垂直和水平位移物理成因模型能较好地模拟和反映测点变形趋势,实现了基于监测序列的高心墙堆石坝整体变形的三维预测,较好地描述了大坝三维变形趋势,具有较高的精度以及工程应用和推广价值。     

Kriging点云滤波改进算法及监测试验研究

为进一步提高三维激光扫描技术的量测精度,从优化滤波算法的角度出发,基于Kriging改进算法,考虑描述对象的空间相关性质,针对点云数据的滤波处理问题,研究点云格网化滤波的优化方法。以实际工程为依托,通过现场监测比对试验,对三维激光点云数据进行格网化处理和分析,将试验得出的变形数据与传统方法的量测数据进行对比。结果表明：基于Kriging滤波的改进算法不仅能够高效识别和提取隧道轮廓断面可视化数据,而且可以高效、准确地获得隧道变形;试验的拱顶下沉数据与传统量测数据较接近,而周边收敛数据则有一定的差异。三维激光扫描技术下的隧道变形监测在一定的环境条件下能较好地反映隧道变形的真实情况,为隧道工程的施工提供有效的安全预警。     

单历元GPS变形监测数据处理与系统研制

GPS以其连续、实时、高精度、全天候测量和自动化程度高等优点,在变形监测中有着广泛的应用.随着GPS软硬件技术的成熟,实时自动化的高精度变形系统将是今后的发展趋势.在这样的系统中,数据的实时处理是系统建设中的关键问题之一.在分析利用GPS进行变形监测常规数据处理方法的基础上,着重于对GPS数据的单历元解算变形信息方法进行研究,不通过基线解算直接提取变形信息,从而避免了周跳的探测与修复;并且采用VC++.net作为开发平台,完成了变形监测数据处理系统的实现过程.