【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及近景摄影测量，具体为一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算装置与方法。
技术介绍
1、近景摄影测量是指利用对物距不大于300m的目标物摄取的立体像对进行的摄影测量，在轧钢生产流水线上，为了提高生产效率和产品质量，安装量测摄影机，实时地量测被加工物体的大小和形状，引导设备对钢坯进行加工和处理。像这样在近距离一般指100米以内拍摄目标图像，经过加工处理，确定其大小、形状和几何位置的技术，称为近景摄影测量。
2、近景摄影测量所使用的摄影机大体可分为专为量测用的摄影机和非量测用的摄影机两类。量测用的摄影机按结构又可分为单个使用的摄影机和具有定长基线的立体摄影机。其物镜畸变一般控制在数微米内，并能准确记载内方位元素。有些摄影机还备有外部定向设备、同步摄影设备以及连续摄影设备。非量测用摄影机包括普通照相机、电影摄影机和一般高速摄影机。这类摄影机一般成像质量不高，内方位元素未知，没有外部定向设备。用于测量目标时，定向、定位主要是依靠数量较多、分布较好的控制点，或视情况预先进行必要的检定。
3、渣场土石方是指渣场中堆积的土和石料的总称。渣场通常是由于采矿、建筑、工业生产活动产生的废弃物堆积场所，包括采矿、建筑、工业生产活动中产生的固体废弃物，矿石开采后的废石、建筑垃圾、工业废料，主要由岩石、土壤、混凝土碎片、金属废料组成，量渣场土石方的量可以帮助评估其潜在的资源价值。例，某些渣石含有可回收的金属或其他有用物质，了解渣场土石方的体积和组成有助于制定有效的环境保护措施。例，对渣场进行覆盖或稳定化处理，以减少其对
4、然而现有的数据处理方法依赖于复杂的人工操作和长时间的计算过程，效率较低，现有技术使用较低分辨率的相机进行影像数据采集，导致图像质量不高，从而影响三维模型的构建和土石方量测算的准确性。因此，本领域的技术人员提供了一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算装置与方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，现有的数据处理方法依赖于复杂的人工操作和长时间的计算过程，效率较低，现有技术使用较低分辨率的相机进行影像数据采集，导致图像质量不高，从而影响三维模型的构建和土石方量测算的准确性。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：本专利技术提供了一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算装置与方法，包括有摄影测量设备，其特征在于：所述摄影测量设备，用于拍摄渣场的影像数据，包括数码相机、三脚架、云台，还包括有gps与gnss定位系统，所述gps与gnss定位系统用于获取拍摄位置和时间的地理坐标；还包括有影像处理系统，所述影像处理系统用于对拍摄得到的影像数据进行预处理，畸变校正、辐射校正和去噪声处理；还包括有三维重建系统，所述三维重建系统用于从预处理后的影像数据中重建渣场的三维模型；还包括有土石方量计算模块，所述土石方量计算模块用于基于三维模型计算渣场的土石方量；还包括有控制单元，所述控制单元用于协调各模块的工作，并输出计算结果。
3、优选地，所述摄影测量设备还包括无人机，用于进行空中拍摄，以覆盖难以到达的区域。
4、优选地，所述影像处理系统还包括自动曝光控制功能，以优化拍摄条件，所述三维重建系统采用多视图立体匹配技术，以提高三维模型的重建精度。
5、优选地，包括有以下步骤：
6、s1.设备与技术选择：选择高分辨率、高动态范围hdr的数码相机，确保影像质量，使用稳定的三脚架和云台，减少拍摄过程中的抖动，采用gps或gnss全球导航卫星系统接收器，提高位置测量的精度；
7、s2.拍摄策略优化：
8、设计详细的拍摄计划，包括拍摄路径、相机高度、拍摄角度和重叠度，使用无人机倾斜摄影技术，结合地面摄影，确保覆盖所有复杂地形，在关键区域陡峭斜坡或凹凸不平的表面增加拍摄频率；
9、s3.影像预处理：
10、使用自动影像预处理软件进行影像的畸变校正、辐射校正和几何校正，对影像进行去噪声处理，提高后续三维重建的精度；
11、s4.自动化三维重建：
12、利用先进的摄影测量软件pix4d、agisoft photoscan进行自动化三维重建，采用多视图立体匹配技术，提高重建模型的密度和精度；
13、s5.土石方量计算模型优化：
14、开发或使用现有的土石方量计算软件，采用基于数字表面模型dsm与数字高程模型dem的土石方量计算方法，集成机器学习算法，根据历史数据预测土石方量，提高估算的准确性；
15、s6.质量控制与校验：
16、对重建的三维模型进行质量检查，包括模型完整性、表面平滑度和精度评估使用已知体积的标定区域进行校验，确保测算结果的准确性，定期对设备进行校准，确保数据的可靠性；
17、s7.结果分析与报告：
18、对测算结果进行详细分析，包括土石方量的分布、变化趋势，编制详细的测算报告，包括测算方法、数据处理流程、结果图表和结论。
19、优选地，所述s3中使用自动影像预处理软件进行影像的畸变校正、辐射校正和几何校正，对影像进行去噪声处理，提高后续三维重建的精度还包括有自动曝光，优化拍摄条件。
20、优选地，所述s4中还包括采用多视图立体匹配技术进行三维模型的重建。
21、优选地，还包括采用自动化脚本或软件，用于自动化整个数据处理和重建流程，减少人工干预，通过集成平台，将摄影测量、数据处理、土石方量计算和质量控制集成在一起，形成一个完整的解决方案。
22、优选地，将所述无人机用于进行空中拍摄，特别是对于难以到达的区域，通过气象传感器监测拍摄时的气候条件，光照、风速以及确保摄影质量。
23、优选地，通过先进的畸变校正和辐射校正算法，提高影像的几何和辐射质量，确保三维重建的准确性，采用自动匹配算法，提高同名点匹配的效率和准确性，减少人工干预。
24、优选地，引入更复杂的土石方量计算算法，能够更精确地考虑地形和形状因素，提高计算结果的准确性。
25、优选地，提供图表和报表形式的可视化输出，使用户能够更直观地理解测算结果。
26、优选地，使用高性能处理器和高效的数据传输协议，提高系统的整体性能，确保快速的数据处理和输出。
27、优选地，通过自动化和优化的算法，降低人力成本，提高工作效率。
28、有益效果
29、本专利技术提供了一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算装置与方法。具备以下有益效果：
30、1.本专利技术中，与现有技术相比，本技术方案通过使用高分辨率相机和先进的图像处理算法，该装置能够更精确地捕捉渣场表面的细节，从而在构建三维模型时减少误差，这种高精度的三维模型能够更准确地反映土石方体的实际形状和体积，使得土石方量的测算结果更加精确，这对于工程管理和资源规划来说至关重要，因为它可以减少因估算不准确导致的成本浪费或资源短缺本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算装置，包括有摄影测量设备，其特征在于：所述摄影测量设备，用于拍摄渣场的影像数据，包括数码相机、三脚架、云台，还包括有GPS与GNSS定位系统，所述GPS与GNSS定位系统用于获取拍摄位置和时间的地理坐标；还包括有影像处理系统，所述影像处理系统用于对拍摄得到的影像数据进行预处理，畸变校正、辐射校正和去噪声处理；还包括有三维重建系统，所述三维重建系统用于从预处理后的影像数据中重建渣场的三维模型；还包括有土石方量计算模块，所述土石方量计算模块用于基于三维模型计算渣场的土石方量；还包括有控制单元，所述控制单元用于协调各模块的工作，并输出计算结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算装置，其特征在于，所述摄影测量设备还包括无人机，用于进行空中拍摄，以覆盖难以到达的区域。
3.根据权利要求1所述的一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算装置，其特征在于：所述影像处理系统还包括自动曝光控制功能，以优化拍摄条件，所述三维重建系统采用多视图立体匹配技术，以提高三维模型的重建精度。
4.一种基于近
5.根据权利要求4所述的一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算方法，其特征在于：所述S3中使用自动影像预处理软件进行影像的畸变校正、辐射校正和几何校正，对影像进行去噪声处理，提高后续三维重建的精度还包括有自动曝光，优化拍摄条件。
6.根据权利要求4所述的一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算方法，其特征在于：所述S4中还包括采用多视图立体匹配技术进行三维模型的重建。
7.根据权利要求4所述的一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算方法，其特征在于：还包括采用自动化脚本或软件，用于自动化整个数据处理和重建流程，减少人工干预，通过集成平台，将摄影测量、数据处理、土石方量计算和质量控制集成在一起，形成一个完整的解决方案。
8.根据权利要求4所述的一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算方法，其特征在于：所述无人机用于进行空中拍摄，特别是对于难以到达的区域，通过气象传感器监测拍摄时的气候条件，光照、风速以及确保摄影质量。
...【技术特征摘要】
1.一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算装置，包括有摄影测量设备，其特征在于：所述摄影测量设备，用于拍摄渣场的影像数据，包括数码相机、三脚架、云台，还包括有gps与gnss定位系统，所述gps与gnss定位系统用于获取拍摄位置和时间的地理坐标；还包括有影像处理系统，所述影像处理系统用于对拍摄得到的影像数据进行预处理，畸变校正、辐射校正和去噪声处理；还包括有三维重建系统，所述三维重建系统用于从预处理后的影像数据中重建渣场的三维模型；还包括有土石方量计算模块，所述土石方量计算模块用于基于三维模型计算渣场的土石方量；还包括有控制单元，所述控制单元用于协调各模块的工作，并输出计算结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算装置，其特征在于，所述摄影测量设备还包括无人机，用于进行空中拍摄，以覆盖难以到达的区域。
3.根据权利要求1所述的一种基于近景摄影测量的渣场土石方量测算装置，其特征在于：所述影像处理系统还包括自动曝光控制功能，以优化拍摄条件，所述三维重建系统采用多视图立体匹配技术，以提高三维模型的重建精度。
4.一种基于近景摄影测量的渣...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚赫，张勇，张昺榴，李经纬，桂惠中，陈智旻，靳小花，洪杰，林庆明，孙驷阳，张歆，李依潺，陈思睿，周媛，赵俊华，占羽檬，李晓锋，杨昕，黄梦瑶，陈静雅，许骄阳，罗爽，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江流域水土保持监测中心站，
类型：发明
国别省市：
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