導(dǎo)語：數(shù)碼相機隧洞施工分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

隨著隧洞施工技術(shù)的不斷發(fā)展,隧洞斷面日益增大,特別是在隧洞地質(zhì)條件較復(fù)雜的情況下,采用傳統(tǒng)的手工素描地質(zhì)編錄方法,已不能適應(yīng)工作的需要。應(yīng)用攝影方法代替手工素描進行隧洞施工地質(zhì)編錄,是當(dāng)前隧洞工程地質(zhì)編錄的發(fā)展方向。用這種方法,可以科學(xué)、準確地記錄開挖過程中揭露的地質(zhì)現(xiàn)象,資料易于保存,使用方便。

河海大學(xué)曾于1994年,與廣東省水電勘測設(shè)計院合作,在廣州蓄能電站二期工程的施工中,研究試驗過隧洞攝影施工地質(zhì)編錄方法,研制了外業(yè)用的相機定向裝置,編制了內(nèi)業(yè)用的計算機軟件,制訂了外業(yè)和內(nèi)業(yè)的操作程序和方法。這項試驗是成功的。但是由于當(dāng)時數(shù)碼相機尚未問世,傳統(tǒng)攝影方法須有一個沖洗膠卷的過程,地質(zhì)師不可能直接在像片上進行描述和注記,因此攝影的優(yōu)越性還不能充分發(fā)揮。1997年,數(shù)碼相機（CCD相機）開始在我國市場上推出,為攝影地質(zhì)編錄的發(fā)展提供了新的有利條件。

1997年7-8月間,小浪底水利樞紐工程建設(shè)咨詢公司與河海大學(xué)合作,在正在施工的小浪底排沙洞中,開展了應(yīng)用數(shù)碼相機進行隧洞攝影施工地質(zhì)編錄的試驗研究。該項研究從目前數(shù)碼相機的特點和小浪底隧洞施工的特點出發(fā),制定了新的隧洞攝影編錄方案,改進了相機定向裝置,編制了適用于新的攝影編錄方案的軟件,并擴展了原有軟件的功能。試驗證明,應(yīng)用數(shù)碼相機,可以在攝影后立即將圖像輸入計算機,經(jīng)過簡單的圖像處理后,在現(xiàn)場打印出圖像,供地質(zhì)人員描述和注記。使隧洞攝影地質(zhì)編錄的外業(yè)和內(nèi)業(yè)的工效都得到成倍的提高,將有利于隧洞攝影地質(zhì)編錄方法的推廣。

隧洞攝影地質(zhì)編錄工作主要包括以下內(nèi)容：（見圖1）

1.用數(shù)碼相機（CCD相機）攝影記錄開挖面的地質(zhì)現(xiàn)象（包括幾何的和光譜的信息）。

2.地質(zhì)觀察與描述。

3.確定開挖面（被描述對象）和相機定位。

4.將攝影圖像進行投影轉(zhuǎn)換,以及解譯和量測等內(nèi)業(yè)工作；編制所需的地質(zhì)圖件。

在隧洞攝影地質(zhì)編錄中,攝影是關(guān)鍵手段,但它并不是工作的全部。工作的核心仍然是地質(zhì)現(xiàn)象的觀察和記錄。依靠像片解譯可以得到許多地質(zhì)信息,主要是幾何地質(zhì)信息,如巖層厚度、斷層帶出露寬度、節(jié)理密度和延伸性等等。但更多關(guān)鍵的地質(zhì)信息,包括巖性、結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、構(gòu)造巖巖性等等,都需要通過地質(zhì)觀察來描述和記錄。因此,攝影與地質(zhì)描述必須緊密結(jié)合。將攝影圖像在現(xiàn)場就打印出來,作為地質(zhì)描述的素圖,是攝影地質(zhì)編錄外業(yè)的基礎(chǔ)。從這個角度來說,攝影只是代替了素描和大部分地質(zhì)師不易做到的地質(zhì)測量工作,這種替代是十分重要的,它可以大大提高地質(zhì)測量的精度,并獲得客觀的、能在任何時候深入研究的圖像記錄。

攝影圖像的內(nèi)業(yè)圖像處理,主要包括兩方面：①用反差擴展和濾波等方法使圖像上的地質(zhì)內(nèi)容更清晰；②按中心投影原理,將圖像投影轉(zhuǎn)換,使新圖像與開挖面展開圖相一致。即在新圖像上（有效覆蓋區(qū)內(nèi)）各部分的比例尺一致。投影轉(zhuǎn)換后的圖像,實際上是地質(zhì)編錄圖的影像圖。這對地質(zhì)編錄圖是十分重要的。應(yīng)用這種影像圖,可使地質(zhì)編錄圖的精度和客觀性發(fā)生根本性的變化。

由于硐內(nèi)攝影的每張像片覆蓋面積只有幾平方米至20多平方米,最多有效覆蓋面積僅幾十平方米（與洞的直徑有關(guān)）,像片的數(shù)量很大；又因為現(xiàn)代開挖技術(shù)使得開挖面的起伏一般不大,所以隧洞攝影地質(zhì)測量一般宜采用單像片覆蓋的方法,即一般不作立體攝影和立體量測,只有在地質(zhì)條件復(fù)雜或塌方的地方,可以拍攝立體圖像,以便進行詳細的立體觀察。

為進行準確的投影轉(zhuǎn)換,快速而準確的測量定位是必須的。在洞內(nèi),全站儀是快速定位的有效儀器。全站儀定位,是攝影地質(zhì)編錄的重要工作環(huán)節(jié)。

與隧洞攝影地質(zhì)編錄有關(guān)的工作還有圖像地質(zhì)解譯、計算機成圖等,不在此贅述。

總觀隧洞攝影地質(zhì)編錄的意義在于：

1.及時而快速地獲得開挖面的像片,作為洞內(nèi)地質(zhì)現(xiàn)象的科學(xué)、客觀的記錄。

2.用像片作為地質(zhì)描述的素圖,可以減少許多地質(zhì)測量的工作。提高了地質(zhì)測量的精度和工效,減輕了勞動強度,保證了安全。像片上記錄了大量的地質(zhì)信息,其中許多信息是過去的地質(zhì)測量方法很難得到的,如斷層帶和影響帶的構(gòu)造細節(jié)、節(jié)理密度統(tǒng)計、節(jié)理排列的特征等等,豐富了地質(zhì)編錄的內(nèi)容。

3.用像片投影轉(zhuǎn)換后的圖像作為地質(zhì)編錄圖的影像底圖,使地質(zhì)編錄圖不僅容易編制,而且準確生動,具有相當(dāng)高的精度。

4.用數(shù)碼相機進行隧洞攝影地質(zhì)編錄,由于有計算機的支持,在外業(yè)中使攝影與地質(zhì)描述密切結(jié)合,內(nèi)業(yè)十分方便（省去了全部暗室工作）。而且各種資料,包括攝影的圖像、中間處理圖像、各種圖件以及測量數(shù)據(jù)等等,都可全部儲存于磁盤中,便于保存、管理和查詢。

綜上所述,應(yīng)用“數(shù)碼相機—全站儀—筆記本電腦—地質(zhì)觀察記錄”的方法進行隧洞施工地質(zhì)編錄,可以使隧洞地質(zhì)編錄工作發(fā)生根本性的變化。它不僅可大大提高工效和精度,更重要的是它更科學(xué)、準確、客觀地記錄了地質(zhì)現(xiàn)象,并使過去難以進行的某些編錄工作變得方便易行。