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隧道口工点地形图-近景摄影测量技术用于铁路勘测

近景摄影测量技术应用于铁路勘测隧道出口进行1:500工点地形图的测绘应用并对实验成果进行了数据比对和精度分析,研究该技术在铁路勘测中的应用范围。

铁路隧道勘测:隧道口1:500工点地形图测绘是新线定测阶段一项重要而又艰巨的勘测工作,隧道口往往是一些地形地貌复杂、山势陡峭的地段。目前勘测手段一般是采用电子全站仪在设计的隧道口现场实地测绘地形图,内业进行编绘整理。这种勘测方法得到地形图精度可靠,但需要投入大量人力和时间,测量工作也极其困难,有些困难区域测量人员无法到达,在山势陡峭的地段还有生命危险。如果能把多基线数字近景摄影测量系统应用于隧道口地形图的测绘,就能既保证专业设计,又能提高勘测工作效率和安全系数。

外业拍摄地区:有稀疏树林和杂草覆盖,但隧道口附近地表大部分能依稀看见,山坡陡峭,地形复杂,如下图所示。

俯视全景图

采用CANON EOS 5D Mark II单反相机,测区地形为环形山体,起伏较大,有部分遮挡,适合采用旋转摄影方式进行。

外业拍摄:根据相机的视场角和被摄物体成像范围、精度要求、成图比例尺等设计拍摄计划,采取四个摄站、九条航带的旋转摄影方式。摄影之前在隧道口摄区范围内布设了8个标志牌控制点(至少四个角点要布设)。

内业处理:该软件自动化程度很高,人工干预很少。由于多基线摄影测量包含了很多重复的立体像对,在模型建立时不必选择建立所有的立体模型,对于可能存在遮挡的山区地形,可以多建三维模型,减少摄影测量死角的产生。

当采用8个外控点进行约束平差时,平面中误差:rmsxy=0.024m,高程中误差:rmsz=0.008m。

当采用四个角点进行约束平差时,其余点做检查点,平面中误差:rmsxy=0.018m,高程中误差:rmsz=0.009m。

可见只用4个角点作为控制点的情况,平面精度都非常高。完全满足国家1:500地形图空三加密精度要求

在Lensphoto近景摄影测量系统中进行立体测图,外业同时进行了实地测绘1:500图,并采集了作为检查用的大量地形散列点。

通过Lensphoto系统立体采集得到隧道口1:500工点地形图(左图),右图是实地测绘的1:500工点地形图

工点地形图进行了地形地貌比对和精度分析
实地测得的散列点在立体模型下都非常准确切到地面。
经过对统计数据的分析:注记点高程中误差为0.13米,等高线高程中误差为0.28米。
都满足国家1:500测图规范要求(山地注记点和等高线的高程中误差分别为0.5米和0.7米)。

小 结

该系统在铁路勘测隧道口进行1:500工点地形图测绘是完全可行的。经过与传统方法对比,该系统具有工作效率高,精度可靠,数据全面直观,安全系数高等优势,而且在一定条件下利用该系统可以进行横断面的测绘工作。在植被树木覆盖稀疏、陡崖峭壁、外业人员无法到达等困难地区,利用该系统进行作业有很强的优势。在桥梁和建筑物的变形监测、建立铁路重要建筑物三维模型等方面研究其应用的空间。