1.本发明涉及精密工程测量技术领域，特别是涉及一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统及方法。
背景技术：2.在地形特殊的狭长地带工程测量中，由于环境复杂多样，存在设站难、视线遮挡、多次搬站、多次多家测量等问题，在制约观测效率、浪费人力物力资源的同时，也存在安全生产隐患。针对这一实际问题，探究适用于狭窄山谷地形施工测量的近景测量方法，使其具备一次设站，多点、多次、多视场、全自动智能化的观测能力，以及兼具观测数据实时传输的特性，在施工生产中显得尤为重要。这样不仅能大幅度提升观测效率，节约施工成本，降低在复杂地形中的作业风险，又可实现测量成果多方共享，保证施工质量可查可控。
技术实现要素：3.本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统及方法，该方法适用于狭窄地带工程施工测量，适用于间距约为200-500米的狭长地带测量作业。该方法有效规避了利用全站仪测量时自动化性程度差、多次设站、操作人员多、设备多以及地形复杂造成视线遮挡等问题，可实现一次设站、一次测量、多方共享、智能化，可大幅提高测量效率，降低施工测量成本。
4.为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统，由近景摄影测量模块、数据传输模块和数据解算模块三部分组成；所述近景摄影测量模块是利用近景摄影测量原理，通过布设在左右岸两边的全画幅相机，利用布设在左右岸两边的像控点及配套的反射标进行近景摄影测量；所述数据传输模块采用无线或者无线通讯方式，用于将近景摄影测量模块测量到的摄影数据传输到数据解算模块；所述数据解算模块用于对摄影数据进行快速解算，并将解算结果传输到现场手机上，指导现场作业。
5.采用一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统进行测量的方法，包括以下步骤：步骤一：设计数据录入及复核；步骤二：设站及观测模式选择；步骤三：相机参数检查；步骤四：数据传输检查；步骤五：观测设置及数据采集；步骤六：数据传输；步骤七：坐标解算与检查；步骤八：观测报告生成。
6.所述步骤一的具体操作过程为：
将项目设计数据分部位通过编程转化方式转化成施工放样坐标数据，经三方审核后录入后台数据处理系统服务器中，并通过网络实时将转化好的数据传输到各已注册账号的施工放样人员手机中，实现通过手机终端实时可查。
7.所述步骤二中设站具体操作过程为：在山体两侧分别分层布设一定密度的像控点，并利用全站仪获取准确的三维坐标，并将坐标输入到后台数据处理系统服务器中；后期根据工程实际建设需要进行像控点扩展布设和测量，步骤同上；将全画幅相机分别架设在狭窄山谷两侧高处，山体两侧分别布设有已知像控点，根据施工精度需求调整相机摆放位置、参数及相机数量。
8.所述步骤二中观测模式选择过程为：针对不同应用场景和需求，远程控制相机选择“监测模式”、“测量模式”或“影像模式”；所述监测模式主要用来利用单次相机观测照片解算坐标和上次解算坐标求取坐标相对位移，利用坐标差和累积坐标差以实现对目标物进行变形监测的目的；所述测量模式主要实现标靶自动识别、自动解算及数据自动传输以实现施工放样坐标实时测算目的，指导现场作业；所述影像模式主要利用相机多频次多方位拍摄影像数据，以实现现场全景图制作、历史影像资料保存目的。
9.所述步骤三的具体操作过程为：数据采集前，近景摄影测量模块要求须先进行设备检查，具体检查过程为：通过采集包含已知像控点的影像数据，利用空间后方交汇原理构建共线方程，以像控点坐标为观测值，求解相机内方位、径向畸变参数；当有关参数超出理论值时，近景摄影测量模块会将超限数据通过终端设备和云服务平台提示采集管理人员，对相机参数进行校正，保证摄影数据的准确性。
10.所述步骤四的具体操作过程为：在步骤三的基础上，数据传输模块要求对通信功能进行检查，具体检查过程为：相机将拍摄的试验数据从5g传输通道，传输至服务器；若能被服务器顺利接收，则服务器系统及终端设备均会提示“数据传输功能良好，请进行数据采集”；若未能顺利传输至服务器系统，服务器及终端设备则提示“未能接收到影像，请检查数据传输通道”，直至检查合格为止，才可进行下一步操作。
11.所述步骤五的具体操作过程为：近景摄影测量模块工作流程：首先驱动相机智能搜索标靶，调整摄影角度，按照已设定的拍摄频率和拍摄范围进行拍摄，获取包含已知像控点坐标的多张影像数据，设站时注意相机与观测目标物距离不超过120m；所述步骤六的具体操作过程为：摄影相机采用物联网“传感器+云”架构进行设计，主要由数据通信模块、数据拍摄模块、电源模块构成，采用云存储、云传输、云解算方式进行，拍摄数据会实时通过5g网络信号传输到后台服务器进行存储和解算。
12.所述步骤七的具体操作过程为：获取数据后，数据解算模块的服务器数据处理系统自动对影像数据进行分类和存
储，根据已选不同拍摄模式来对应处理影像数据；对于监测模式、测量模式来说，后台自动识别标靶位置并联合已知像控点信息进行智能匹配和解算，将解算结果通过网络按照已设定格式自动发送至已注册相关人员手机中，以实现变形监测信息、施工放样数据及时获取，方便指导现场作业；对于摄影模式来说，后台系统将会自动进行影像拼接和处理并按照指定格式存储在服务器中，后期根据已注册用户实际需求进行推送分发。
13.所述步骤八的具体操作过程为：系统将利用影像数据和已知控制点数据解算出目标点坐标信息，经加密后通过5g信号传输至现场已注册人员手机中，以指导现场施工放样；工程现场通过手机终端仅可对解算结果进行查看和下载，对该数据无编辑权限；若放样数据不合格，系统会自动提示现场人员，直至数据合格通过，方可在手机上进行三方电子签名，同时后台会同步保存施工放样记录，以确保施工质量可控可查；对施工放样来说，已注册用户或管理者均可通过手机或云端系统对历史观测数据及解算结果进行随机查阅，核对数据有关信息，如放样精度、放样时间、三方签证人员信息及在线申请生成监测报告。
14.本发明有如下有益效果：1、本发明利用近景摄影测量原理，通过布设在左右岸两边的两台全画幅相机，利用布设在左右岸两边的像控点及配套的反射标进行近景摄影测量，然后将摄影数据通过5g传输技术传到后方进行快速解算，将解算结果传输到现场手机上，指导现场作业；该方法在两岸高处进行摄影测量，可有效规避利用全站测量时地形复杂导致的设站难、视线遮挡、多次搬站、自动化性程度差、多次多家测量等问题，可实现一次设站、测量多方共享，同时很大程度上提高了测量效率、节省了测量费用，在地形特殊的狭长地带工程测量领域作业具有较高实用价值。
15.2、该系统主要由近景摄影测量模块、数据传输模块、数据解算模块组成，可用于坝体浇筑、桥梁施工、边坡变形监测等。通过全画幅相机获取监测目标影像，基于共线方程原理解算目标点位信息，并取多次观测结果的均值作为最终坐标值，有效降低了观测误差的影响。经验证在摄影视距小于120m范围内，绝对精度优于1cm，可满足施工放样要求；相对精度优于1.2mm，可用于大范围边坡滑坡体等相对变形监测。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
17.图1为系统布置图。
18.图2为工作流程图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
20.实施例1：一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统，由近景摄影测量模块、数据传输模块和数据解算模块三部分组成；所述近景摄影测量模块是利用近景摄影测量原理，通过布设在左右岸两边的全画幅相机1，利用布设在左右岸两边的像控点2及配套的反射标进行近景摄
影测量；所述数据传输模块采用无线或者无线通讯方式，用于将近景摄影测量模块测量到的摄影数据传输到数据解算模块；所述数据解算模块用于对摄影数据进行快速解算，并将解算结果传输到现场手机上，指导现场作业。通过采用上述的系统，通过在两岸高处进行摄影测量，可有效规避利用全站测量时地形复杂导致的设站难、视线遮挡、多次搬站、自动化性程度差、多次多家测量等问题，可实现一次设站、测量多方共享，同时很大程度上提高了测量效率、节省了测量费用，在地形特殊的狭长地带工程测量领域作业具有较高实用价值。
21.实施例2：采用一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统进行测量的方法，包括以下步骤：步骤一：设计数据录入及复核；将项目设计数据分部位通过编程转化方式转化成施工放样坐标数据，经三方审核后录入后台数据处理系统服务器中，并通过网络实时将转化好的数据传输到各已注册账号的施工放样人员手机中，实现通过手机终端实时可查。
22.步骤二：设站及观测模式选择；在山体两侧分别分层布设一定密度的像控点2，并利用全站仪获取准确的三维坐标，并将坐标输入到后台数据处理系统服务器中；后期根据工程实际建设需要进行像控点扩展布设和测量，步骤同上；将全画幅相机1分别架设在狭窄山谷两侧高处，山体两侧分别布设有已知像控点2，根据施工精度需求调整相机摆放位置、参数及相机数量。
23.观测模式选择过程为：针对不同应用场景和需求，远程控制相机选择“监测模式”、“测量模式”或“影像模式”；所述监测模式主要用来利用单次相机观测照片解算坐标和上次解算坐标求取坐标相对位移，利用坐标差和累积坐标差以实现对目标物进行变形监测的目的；所述测量模式主要实现标靶自动识别、自动解算及数据自动传输以实现施工放样坐标实时测算目的，指导现场作业；所述影像模式主要利用相机多频次多方位拍摄影像数据，以实现现场全景图制作、历史影像资料保存目的。
24.步骤三：相机参数检查；数据采集前，近景摄影测量模块要求须先进行设备检查，具体检查过程为：通过采集包含已知像控点的影像数据，利用空间后方交汇原理构建共线方程，以像控点坐标为观测值，求解相机内方位、径向畸变参数；当有关参数超出理论值时，近景摄影测量模块会将超限数据通过终端设备和云服务平台提示采集管理人员，对相机参数进行校正，保证摄影数据的准确性。
25.步骤四：数据传输检查；在步骤三的基础上，数据传输模块要求对通信功能进行检查，具体检查过程为：相机将拍摄的试验数据从5g传输通道，传输至服务器；若能被服务器顺利接收，则服务器系统及终端设备均会提示“数据传输功能良好，请进行数据采集”；若未能顺利传输至服务器系统，服务器及终端设备则提示“未能接收到影像，请检查数据传输通道”，直至检查合格为止，才可进行下一步操作。
26.步骤五：观测设置及数据采集；近景摄影测量模块工作流程：首先驱动相机智能搜索标靶，调整摄影角度，按照已设定的拍摄频率和拍摄范围进行拍摄，获取包含已知像控点坐标的多张影像数据，设站时注意相机与观测目标物距离不超过120m；步骤六：数据传输；摄影相机采用物联网“传感器+云”架构进行设计，主要由数据通信模块、数据拍摄模块、电源模块构成，采用云存储、云传输、云解算方式进行，拍摄数据会实时通过5g网络信号传输到后台服务器进行存储和解算。
27.步骤七：坐标解算与检查；获取数据后，数据解算模块的服务器数据处理系统自动对影像数据进行分类和存储，根据已选不同拍摄模式来对应处理影像数据；对于监测模式、测量模式来说，后台自动识别标靶位置并联合已知像控点信息进行智能匹配和解算，将解算结果通过网络按照已设定格式自动发送至已注册相关人员手机中，以实现变形监测信息、施工放样数据及时获取，方便指导现场作业；对于摄影模式来说，后台系统将会自动进行影像拼接和处理并按照指定格式存储在服务器中，后期根据已注册用户实际需求进行推送分发。
28.步骤八：观测报告生成。
29.系统将利用影像数据和已知控制点数据解算出目标点坐标信息，经加密后通过5g信号传输至现场已注册人员手机中，以指导现场施工放样；工程现场通过手机终端仅可对解算结果进行查看和下载，对该数据无编辑权限；若放样数据不合格，系统会自动提示现场人员，直至数据合格通过，方可在手机上进行三方电子签名，同时后台会同步保存施工放样记录，以确保施工质量可控可查；对施工放样来说，已注册用户或管理者均可通过手机或云端系统对历史观测数据及解算结果进行随机查阅，核对数据有关信息，如放样精度、放样时间、三方签证人员信息及在线申请生成监测报告。
技术特征：1.一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统，其特征在于，由近景摄影测量模块、数据传输模块和数据解算模块三部分组成；所述近景摄影测量模块是利用近景摄影测量原理，通过布设在左右岸两边的全画幅相机（1），利用布设在左右岸两边的像控点（2）及配套的反射标进行近景摄影测量；所述数据传输模块采用无线或者无线通讯方式，用于将近景摄影测量模块测量到的摄影数据传输到数据解算模块；所述数据解算模块用于对摄影数据进行快速解算，并将解算结果传输到现场手机上，指导现场作业。2.采用权利要求1所述的一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统进行测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：设计数据录入及复核；步骤二：设站及观测模式选择；步骤三：相机参数检查；步骤四：数据传输检查；步骤五：观测设置及数据采集；步骤六：数据传输；步骤七：坐标解算与检查；步骤八：观测报告生成。3.根据权利要求2所述一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统进行测量的方法，其特征在于，所述步骤一的具体操作过程为：将项目设计数据分部位通过编程转化方式转化成施工放样坐标数据，经三方审核后录入后台数据处理系统服务器中，并通过网络实时将转化好的数据传输到各已注册账号的施工放样人员手机中，实现通过手机终端实时可查。4.根据权利要求2所述一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统进行测量的方法，其特征在于，所述步骤二中设站具体操作过程为：在山体两侧分别分层布设一定密度的像控点（2），并利用全站仪获取准确的三维坐标，并将坐标输入到后台数据处理系统服务器中；后期根据工程实际建设需要进行像控点扩展布设和测量，步骤同上；将全画幅相机（1）分别架设在狭窄山谷两侧高处，山体两侧分别布设有已知像控点（2），根据施工精度需求调整相机摆放位置、参数及相机数量。5.根据权利要求2所述一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统进行测量的方法，其特征在于，所述步骤二中观测模式选择过程为：针对不同应用场景和需求，远程控制相机选择“监测模式”、“测量模式”或“影像模式”；所述监测模式主要用来利用单次相机观测照片解算坐标和上次解算坐标求取坐标相对位移，利用坐标差和累积坐标差以实现对目标物进行变形监测的目的；所述测量模式主要实现标靶自动识别、自动解算及数据自动传输以实现施工放样坐标实时测算目的，指导现场作业；所述影像模式主要利用相机多频次多方位拍摄影像数据，以实现现场全景图制作、历史影像资料保存目的。
6.根据权利要求2所述一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统进行测量的方法，其特征在于，所述步骤三的具体操作过程为：数据采集前，近景摄影测量模块要求须先进行设备检查，具体检查过程为：通过采集包含已知像控点的影像数据，利用空间后方交汇原理构建共线方程，以像控点坐标为观测值，求解相机内方位、径向畸变参数；当有关参数超出理论值时，近景摄影测量模块会将超限数据通过终端设备和云服务平台提示采集管理人员，对相机参数进行校正，保证摄影数据的准确性。7.根据权利要求2所述一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统进行测量的方法，其特征在于，所述步骤四的具体操作过程为：在步骤三的基础上，数据传输模块要求对通信功能进行检查，具体检查过程为：相机将拍摄的试验数据从5g传输通道，传输至服务器；若能被服务器顺利接收，则服务器系统及终端设备均会提示“数据传输功能良好，请进行数据采集”；若未能顺利传输至服务器系统，服务器及终端设备则提示“未能接收到影像，请检查数据传输通道”，直至检查合格为止，才可进行下一步操作。8.根据权利要求2所述一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统进行测量的方法，其特征在于，所述步骤五的具体操作过程为：近景摄影测量模块工作流程：首先驱动相机智能搜索标靶，调整摄影角度，按照已设定的拍摄频率和拍摄范围进行拍摄，获取包含已知像控点坐标的多张影像数据，设站时注意相机与观测目标物距离不超过120m；所述步骤六的具体操作过程为：摄影相机采用物联网“传感器+云”架构进行设计，主要由数据通信模块、数据拍摄模块、电源模块构成，采用云存储、云传输、云解算方式进行，拍摄数据会实时通过5g网络信号传输到后台服务器进行存储和解算。9.根据权利要求2所述一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统进行测量的方法，其特征在于，所述步骤七的具体操作过程为：获取数据后，数据解算模块的服务器数据处理系统自动对影像数据进行分类和存储，根据已选不同拍摄模式来对应处理影像数据；对于监测模式、测量模式来说，后台自动识别标靶位置并联合已知像控点信息进行智能匹配和解算，将解算结果通过网络按照已设定格式自动发送至已注册相关人员手机中，以实现变形监测信息、施工放样数据及时获取，方便指导现场作业；对于摄影模式来说，后台系统将会自动进行影像拼接和处理并按照指定格式存储在服务器中，后期根据已注册用户实际需求进行推送分发。10.根据权利要求2所述一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统进行测量的方法，其特征在于，所述步骤八的具体操作过程为：系统将利用影像数据和已知控制点数据解算出目标点坐标信息，经加密后通过5g信号传输至现场已注册人员手机中，以指导现场施工放样；工程现场通过手机终端仅可对解算结果进行查看和下载，对该数据无编辑权限；若放样数据不合格，系统会自动提示现场人员，直至数据合格通过，方可在手机上进行三方电子签名，同时后台会同步保存施工放样记录，以确保施工质量可控可查；对施工放样来说，已注册用户或管理者均可通过手机或云端系统对历史观测数据及解算结果进行随机查阅，核对数据有关信息，如放样精度、放样时间、三方签证人员信息及在
线申请生成监测报告。
技术总结本发明公开了一种狭窄山谷地形施工测量智能化系统及方法，利用近景摄影测量原理，通过布设在左右岸两边的两台全画幅相机，利用布设在左右岸两边的像控点及配套的反射标进行近景摄影测量，然后将摄影数据通过5G传输技术传到后方进行快速解算，将解算结果传输到现场手机上，指导现场作业。该方法在两岸高处进行摄影测量，可有效规避利用全站测量时地形复杂导致的设站难、视线遮挡、多次搬站、自动化性程度差、多次多家测量等问题，可实现一次设站、测量多方共享，同时很大程度上提高了测量效率、节省了测量费用，在地形特殊的狭长地带工程测量领域作业具有较高实用价值。量领域作业具有较高实用价值。量领域作业具有较高实用价值。
技术研发人员：杨国兴 王志岗 阮琳 李春林 刘昆 李齐荣
受保护的技术使用者：中国长江三峡集团有限公司
技术研发日：2022.07.07
技术公布日：2022/11/1
