ICS號(hào)

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)分類(lèi)號(hào)

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CHTSXXXXX-XXXX

公路橋梁結(jié)構(gòu)位移圖像法測(cè)量

技術(shù)規(guī)程

Technicalspecificationformeasuringdisplacementofhighwaybridge

structurebyimagemethod

（征求意見(jiàn)稿）

xxxx-xx-xx發(fā)布xxxx-xx-xx實(shí)施

中國(guó)公路學(xué)會(huì)發(fā)布

目次

1總則................................................................................................................................................1

2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)....................................................................................................................................2

2.1術(shù)語(yǔ).........................................................................................................................................2

2.2符號(hào).........................................................................................................................................2

3基本規(guī)定........................................................................................................................................4

3.1一般規(guī)定.................................................................................................................................4

3.2測(cè)量程序.................................................................................................................................4

4測(cè)量設(shè)備........................................................................................................................................6

4.1一般要求.................................................................................................................................6

4.2成像儀器要求.........................................................................................................................6

5數(shù)據(jù)采集........................................................................................................................................8

5.1一般規(guī)定.................................................................................................................................8

5.2數(shù)據(jù)獲取.................................................................................................................................8

6數(shù)據(jù)傳輸......................................................................................................................................11

6.1一般規(guī)定...............................................................................................................................11

6.2數(shù)據(jù)傳輸方式.......................................................................................................................11

6.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式.......................................................................................................................12

7數(shù)據(jù)處理......................................................................................................................................14

7.1一般規(guī)定...............................................................................................................................14

7.2圖像預(yù)處理...........................................................................................................................14

7.3位移計(jì)算...............................................................................................................................15

7.4長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)修正算法...............................................................................................................15

附錄A數(shù)字圖像算法....................................................................................................................17

用詞說(shuō)明..........................................................................................................................................18

1總則

1.0.1為規(guī)范圖像法技術(shù)在公路橋梁結(jié)構(gòu)位移測(cè)量中的應(yīng)用，提高測(cè)量結(jié)果的可靠性，

制定本規(guī)程。

1.0.2本規(guī)程適用于采用圖像法的各類(lèi)橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)、靜態(tài)位移檢測(cè)和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

1.0.3橋梁結(jié)構(gòu)位移的數(shù)字圖像法測(cè)量，除應(yīng)符合本規(guī)程外，尚應(yīng)符合國(guó)家、行業(yè)現(xiàn)行

有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1

2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)

2.1術(shù)語(yǔ)

2.1.1數(shù)字圖像digitalimage

數(shù)字圖像是由模擬圖像數(shù)字化得到的、以像素為基本元素的、可以用數(shù)字計(jì)算機(jī)或數(shù)字

電路存儲(chǔ)和處理的圖像。

2.1.2數(shù)字圖像處理digitalimageprocessing

將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行去除噪聲、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征

等處理的方法和技術(shù)。

2.1.3量測(cè)型鏡頭measuringlens

透鏡組的排列進(jìn)行過(guò)嚴(yán)格的校正，內(nèi)方位元素、焦距等光學(xué)信息已知的鏡頭。

2.1.4定焦鏡頭primelens

只有一個(gè)固定焦距，沒(méi)有變焦功能的鏡頭。

2.1.5視場(chǎng)fieldofview

指觀(guān)測(cè)物體的可視范圍，也就是充滿(mǎn)相機(jī)采集芯片的物體部分。

2.1.6標(biāo)定系數(shù)calibrationcoefficient

將圖像像素位移換算成實(shí)際物理位移的比例系數(shù)。

2.2符號(hào)

f——鏡頭焦距

h——相機(jī)感光器件尺寸寬度

L——設(shè)備距被測(cè)點(diǎn)間距離

H——被測(cè)點(diǎn)取景范圍

'水平方向修正后位移

X1——

'豎向修正后位移

Y1——

2

X1——測(cè)點(diǎn)水平向位移

Y1——測(cè)點(diǎn)豎向位移

D0——基準(zhǔn)點(diǎn)與成像設(shè)備直線(xiàn)距離

X0——基準(zhǔn)點(diǎn)水平向位移

Y0——基準(zhǔn)點(diǎn)豎向位移

D1——測(cè)點(diǎn)與成像設(shè)備直線(xiàn)距離

3

3基本規(guī)定

3.1一般規(guī)定

3.1.1圖像法測(cè)量采用數(shù)字圖像處理技術(shù)，對(duì)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)獲取的橋梁結(jié)構(gòu)數(shù)字圖像進(jìn)行

處理，獲得橋梁結(jié)構(gòu)體的位移參量。

條文說(shuō)明：

圖像法測(cè)量技術(shù)通過(guò)對(duì)被測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)體進(jìn)行高頻率采樣拍照，將圖像上被測(cè)點(diǎn)的像素位移通過(guò)算法進(jìn)

行識(shí)別分析，得到垂直于光路方向的結(jié)構(gòu)體兩維位移參量。當(dāng)采用兩臺(tái)或多臺(tái)相機(jī)同步測(cè)量時(shí)可實(shí)現(xiàn)橋梁

結(jié)構(gòu)體的三維位移參量測(cè)量。

3.1.2圖像法測(cè)量精度應(yīng)符合《工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB50026-2020）的有關(guān)規(guī)定。

3.1.3下列場(chǎng)景橋梁結(jié)構(gòu)位移測(cè)量宜采用圖像法：

1不宜使用傳統(tǒng)接觸式測(cè)量或傳統(tǒng)測(cè)量方式難以操作或存在安全隱患時(shí)；

2需進(jìn)行快速檢測(cè)評(píng)定的橋梁結(jié)構(gòu)；

3需進(jìn)行輕量化監(jiān)測(cè)的橋梁結(jié)構(gòu)；

4需對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行多點(diǎn)位移同步測(cè)量時(shí)；

5其他適用數(shù)據(jù)圖像法測(cè)量的場(chǎng)景。

條文說(shuō)明：

與全站儀、水準(zhǔn)儀等傳統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)位移測(cè)量方法相比，圖像法測(cè)量技術(shù)具有采樣頻率高、自動(dòng)化水平

高、數(shù)據(jù)傳輸處理靈活等特點(diǎn)，在橋梁結(jié)構(gòu)快速檢測(cè)和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢(shì)。與靜力水準(zhǔn)儀、GNSS、

接觸式位移計(jì)等常見(jiàn)橋梁結(jié)構(gòu)位移自動(dòng)化測(cè)量方法相比，圖像法測(cè)量技術(shù)具有非接觸測(cè)量、多點(diǎn)同步測(cè)量、

測(cè)量精度高等特點(diǎn)。

在工程實(shí)踐中人工接觸式測(cè)量難以實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景表現(xiàn)為跨水橋梁、下穿橋梁、高架橋梁等測(cè)量作業(yè)。圖

像法測(cè)量對(duì)光照環(huán)境要求較高，無(wú)法避開(kāi)太陽(yáng)直射時(shí)不建議使用；圖像法測(cè)量精度隨測(cè)量距離的增加下降

明顯，可用于觀(guān)測(cè)距離500m以?xún)?nèi)的測(cè)量，觀(guān)測(cè)距離在200m以?xún)?nèi)效果更佳。

3.2測(cè)量程序

3.2.1圖像法測(cè)量應(yīng)依據(jù)委托內(nèi)容與指標(biāo)精度等要求，制定測(cè)量流程。

4

3.2.2測(cè)量流程應(yīng)包括下列階段：

1現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查：應(yīng)調(diào)查結(jié)構(gòu)所處環(huán)境條件、建設(shè)和使用等情況；宜搜集被測(cè)量工程的設(shè)

計(jì)施工資料、工程養(yǎng)護(hù)資料和歷史測(cè)量數(shù)據(jù)等。

2制定測(cè)量方案：根據(jù)調(diào)查結(jié)果及被測(cè)量對(duì)象的特征、測(cè)量類(lèi)別、測(cè)量目的制定。測(cè)

量方案宜包含工程概況、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量方法、測(cè)量設(shè)備、設(shè)備架設(shè)位置、靶點(diǎn)配合方式、

所需的資源配置、現(xiàn)場(chǎng)條件要求、安全注意事項(xiàng)等。

3測(cè)量前準(zhǔn)備：應(yīng)按照測(cè)量方案進(jìn)行設(shè)備標(biāo)定和預(yù)測(cè)量，設(shè)備標(biāo)定應(yīng)按本規(guī)程第5.2.3

條的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，預(yù)測(cè)量數(shù)據(jù)的精度和質(zhì)量應(yīng)符合測(cè)量方案要求，如果不符合要求應(yīng)進(jìn)行

調(diào)整，并復(fù)測(cè)至符合要求為止。

4現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量：進(jìn)行結(jié)構(gòu)體測(cè)點(diǎn)圖像的采集和處理計(jì)算，輸出測(cè)量結(jié)果，編制測(cè)量報(bào)告。

3.2.3測(cè)量設(shè)備應(yīng)在計(jì)量合格狀態(tài)下使用，儀器的檢定校準(zhǔn)應(yīng)符合《橋梁撓度檢測(cè)儀》

（JJG（交通）143-2020）的有關(guān)規(guī)定。

5

4測(cè)量設(shè)備

4.1一般要求

4.1.1圖像法測(cè)量設(shè)備應(yīng)根據(jù)被測(cè)結(jié)構(gòu)類(lèi)型、測(cè)點(diǎn)位置、測(cè)量環(huán)境、測(cè)量距離、精度要

求等因素選擇。

4.1.2所選擇的圖像法測(cè)量設(shè)備應(yīng)符合本規(guī)程第4.2節(jié)的有關(guān)規(guī)定。

4.1.3設(shè)備精度、采樣頻率等技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合國(guó)家和行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，若委托

方有具體要求應(yīng)參照?qǐng)?zhí)行。

4.2成像儀器要求

4.2.1圖像法測(cè)量設(shè)備一般由圖像采集設(shè)備、成像鏡頭、測(cè)距等標(biāo)定設(shè)備、調(diào)整云臺(tái)支

架和圖像控制處理系統(tǒng)組成。

4.2.2成像鏡頭選擇應(yīng)符合以下規(guī)定：

1宜選用量測(cè)型鏡頭，若采用非量測(cè)型鏡頭，鏡頭應(yīng)符合失真小、可標(biāo)定、成像清晰

等要求；

2應(yīng)選用高清鏡頭，鏡頭的分辨率應(yīng)大于相機(jī)感光元件的物理分辨率；

3宜選用定焦鏡頭，鏡頭焦距應(yīng)根據(jù)測(cè)量距離、環(huán)境情況、測(cè)量精度和感光元件尺寸

確定，宜略大于計(jì)算焦距數(shù)值的規(guī)格型號(hào)。

4宜選用8mm、16mm、25mm、50mm、100mm、300mm等標(biāo)準(zhǔn)焦距鏡頭。

條文說(shuō)明：

鏡頭焦距的選擇可參考下式計(jì)算：

（4-1）

?×?

?=?

式中：

f——鏡頭焦距（mm）

h——相機(jī)感光器件尺寸寬度（mm）

L——設(shè)備距被測(cè)點(diǎn)間距離（m）

6

H——被測(cè)點(diǎn)取景范圍（m）

4.2.3圖像法測(cè)量對(duì)光照環(huán)境要求比較高，當(dāng)測(cè)量環(huán)境光照條件較差時(shí)，宜按表4.2.3

配備光學(xué)信號(hào)增強(qiáng)設(shè)備。

表4.2.3各類(lèi)環(huán)境下光學(xué)信號(hào)增強(qiáng)方案

工作時(shí)段現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境配合靶點(diǎn)方案

白晝光照強(qiáng)度穩(wěn)定利用結(jié)構(gòu)體自身表面特征（免靶點(diǎn)）

白晝光照強(qiáng)度變化在結(jié)構(gòu)體表面做灰度標(biāo)識(shí)（噴漆或貼紙靶）

白晝光照強(qiáng)度不足測(cè)量點(diǎn)安裝白光LED靶點(diǎn)

白晝強(qiáng)雨雪等惡劣天氣避開(kāi)環(huán)境因素干擾（選擇梁底或箱梁內(nèi)等位置測(cè)量）

夜晚無(wú)光照測(cè)量點(diǎn)安裝白光LED靶點(diǎn)，或強(qiáng)光手電補(bǔ)光

晝夜24小時(shí)全天候測(cè)量點(diǎn)安裝紅外LED靶點(diǎn)（單一波長(zhǎng)提高信噪比）

4.2.4圖像法測(cè)量用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)保證設(shè)備24h不停機(jī)連續(xù)工作，保證野外復(fù)雜環(huán)境

下監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和連續(xù)性。

4.2.5傳輸系統(tǒng)宜配備多種通訊接口，包括以太網(wǎng)、4G、RS485、Lora等。

4.2.6長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)成像設(shè)備應(yīng)具有防水、防塵能力，防護(hù)等級(jí)應(yīng)達(dá)到IP65及以上，宜配備

防護(hù)罩。

4.2.7長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)成像儀器防護(hù)罩應(yīng)采取干燥除霧等措施，防護(hù)罩玻璃視窗不得出現(xiàn)結(jié)露。

4.2.8測(cè)量設(shè)備分辨率應(yīng)優(yōu)于（1/100000）測(cè)量區(qū)域范圍。

7

5數(shù)據(jù)采集

5.1一般規(guī)定

5.1.1測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)與圖像采集設(shè)備應(yīng)保持通視，中間無(wú)遮擋。

5.1.2測(cè)量工程所處環(huán)境的工作溫度、濕度等應(yīng)符合成像設(shè)備工作要求。

5.1.3應(yīng)在氣象條件穩(wěn)定的環(huán)境中測(cè)量，避免太陽(yáng)強(qiáng)光、雨霧等干擾，測(cè)量宜在橋下、

箱內(nèi)等光強(qiáng)均衡環(huán)境進(jìn)行。

5.1.4應(yīng)避開(kāi)強(qiáng)電磁場(chǎng)、電場(chǎng)、障礙物、反光物以及振動(dòng)等因素的干擾。

5.1.5當(dāng)進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)位移長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)設(shè)置基準(zhǔn)參考點(diǎn)，減小晝夜自然光變化、圖

像采集設(shè)備架設(shè)點(diǎn)位移等因素對(duì)圖像采集的影響。

5.2數(shù)據(jù)獲取

5.2.1圖像質(zhì)量應(yīng)符合以下規(guī)定：

1圖像采集質(zhì)量不應(yīng)低于1024×1024像素，灰度圖像像素位深不應(yīng)小于8bit；彩色圖

像像素位深宜大于12bit，且不應(yīng)小于8bit，飽和度等級(jí)不應(yīng)小于10級(jí)。

2動(dòng)位移測(cè)量宜采用高速工業(yè)攝像機(jī)進(jìn)行采集，圖像采集頻率應(yīng)高于結(jié)構(gòu)物基頻的2

倍，且不應(yīng)低于5Hz；

3圖像的采集應(yīng)包含被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)，目標(biāo)點(diǎn)宜在圖像中心區(qū)域位置，且相機(jī)光路方向與

垂直于被測(cè)結(jié)構(gòu)體垂線(xiàn)夾角小于40°。

4圖像存儲(chǔ)宜采用無(wú)壓縮格式存儲(chǔ)；若需壓縮，壓縮倍率宜小于10倍。

5圖像應(yīng)反差適中、色調(diào)一致、紋理清楚、層次豐富，不失真、無(wú)偏色，無(wú)傷痕和污

跡。

6應(yīng)通過(guò)調(diào)整調(diào)焦輪和光圈保證圖像影像清晰且灰度適中，避免過(guò)曝或過(guò)暗。

5.2.2數(shù)據(jù)采集前應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，可選擇獲取鏡頭與被測(cè)點(diǎn)間距離、計(jì)算測(cè)點(diǎn)實(shí)際

尺寸占像素?cái)?shù)量或使用設(shè)備內(nèi)部參數(shù)等標(biāo)定方法。

5.2.3設(shè)備標(biāo)定應(yīng)符合以下規(guī)定：

8

1獲取鏡頭與被測(cè)點(diǎn)間距離時(shí)，100m內(nèi)可采用手持激光測(cè)距機(jī)測(cè)量，100m外宜采用

激光測(cè)距望遠(yuǎn)鏡測(cè)量。

2計(jì)算被測(cè)點(diǎn)實(shí)際尺寸占像素?cái)?shù)量時(shí)，可在被測(cè)點(diǎn)位置設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)距離或者將被測(cè)點(diǎn)移

動(dòng)固定距離，測(cè)量相機(jī)像素位移數(shù)量。

3設(shè)備標(biāo)定完成后應(yīng)定期確認(rèn)精度，可通過(guò)ISO12233視覺(jué)分辨率標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試卡進(jìn)行檢

校，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試卡宜布置在距測(cè)量設(shè)備10m±2m距離，視覺(jué)分辨率應(yīng)大于±0.1mm。

條文說(shuō)明：

圖像法設(shè)備標(biāo)定的目的是確定實(shí)際測(cè)量條件下的標(biāo)定系數(shù)，將圖像像素位移換算為實(shí)際物理位移。

一般圖像法測(cè)量采用的量測(cè)型鏡頭，其成像畸變率較低，測(cè)量距離、角度與標(biāo)定系數(shù)之間的關(guān)系相對(duì)

固定，可在設(shè)備出廠(chǎng)前獲得其函數(shù)關(guān)系，在每次測(cè)量前換算得到其實(shí)際標(biāo)定系數(shù)。圖像法標(biāo)定函數(shù)宜采用

精度更高的量測(cè)儀器或方法進(jìn)行測(cè)量，標(biāo)定系數(shù)的測(cè)量宜通過(guò)實(shí)際尺寸標(biāo)定，通過(guò)實(shí)際長(zhǎng)度所占像素?cái)?shù)量

與對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)體目標(biāo)的實(shí)際尺寸關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定。

5.2.4當(dāng)測(cè)量距離較遠(yuǎn)或其他原因無(wú)法直接測(cè)量時(shí)，可采用標(biāo)靶傳遞方式進(jìn)行測(cè)量。

條文說(shuō)明：

在圖像法位移測(cè)量中，為了滿(mǎn)足測(cè)量精度，要求相機(jī)的單幅照片具有較高的圖像分辨率，而對(duì)于長(zhǎng)度

較長(zhǎng)的橋梁結(jié)構(gòu)而言，單幅的圖片無(wú)法同時(shí)保證分辨率和幅寬，此時(shí)無(wú)法同時(shí)保證測(cè)量的精度和結(jié)構(gòu)體的

覆蓋范圍，故可選擇在基準(zhǔn)靶標(biāo)和測(cè)量靶標(biāo)之間設(shè)置若干只傳遞靶標(biāo)的方案，若干只相機(jī)依次獲取包含基

準(zhǔn)靶標(biāo)、傳遞靶標(biāo)和測(cè)量靶標(biāo)在內(nèi)的部分圖像，并對(duì)測(cè)量的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，從而將測(cè)量靶標(biāo)和基準(zhǔn)靶

標(biāo)的結(jié)果相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了大型橋梁構(gòu)體位移的測(cè)量，并確保具有較高的測(cè)量精度。

圖5.2.4標(biāo)靶傳遞測(cè)量方式原理示意圖

5.2.5數(shù)據(jù)采集操作應(yīng)符合以下規(guī)定：

9

1長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)時(shí)，成像儀器主機(jī)宜安裝在橋墩、新建基礎(chǔ)等穩(wěn)固的平臺(tái)上，不應(yīng)選取振

動(dòng)較大的結(jié)構(gòu)物平臺(tái)。成像鏡頭不應(yīng)朝向陽(yáng)光直射或水面、鏡面等有較強(qiáng)反射面的物體上，

主機(jī)宜安裝在梁底、箱梁內(nèi)等外界光干擾較小的區(qū)域；

2靶標(biāo)應(yīng)與被測(cè)結(jié)構(gòu)物剛性連接，安裝位置應(yīng)處于主機(jī)視場(chǎng)范圍內(nèi)，靶標(biāo)光路應(yīng)朝向

主機(jī)；

3基準(zhǔn)靶標(biāo)宜安裝在橋墩、新建基礎(chǔ)等穩(wěn)固的平臺(tái)上，不應(yīng)選取振動(dòng)較大的結(jié)構(gòu)物平

臺(tái)，光路應(yīng)朝向主機(jī)；

4當(dāng)一臺(tái)主機(jī)同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)靶標(biāo)時(shí)，靶標(biāo)的成像不應(yīng)重合，相鄰圖像邊緣間距宜大于

靶標(biāo)圖像平均半徑。

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6數(shù)據(jù)傳輸

6.1一般規(guī)定

6.1.1采用圖像法測(cè)量位移時(shí)，應(yīng)選擇合適的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方式。

6.1.2數(shù)據(jù)傳輸方式根據(jù)橋梁所處環(huán)境、測(cè)量規(guī)模、測(cè)量方式進(jìn)行選擇，分為有線(xiàn)傳輸

和無(wú)線(xiàn)傳輸。

6.1.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)根據(jù)其重要程度、使用頻率和數(shù)據(jù)量大小進(jìn)行分級(jí)分類(lèi)存儲(chǔ)管理，存儲(chǔ)

方式分為在線(xiàn)存儲(chǔ)和離線(xiàn)存儲(chǔ)。

6.2數(shù)據(jù)傳輸方式

6.2.1有線(xiàn)傳輸具有更高的穩(wěn)定性、可靠性，以下使用場(chǎng)景宜選擇有線(xiàn)傳輸方式：

1進(jìn)行橋梁位移長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)時(shí)；

2對(duì)數(shù)據(jù)延遲需求高或需要進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析時(shí)；

3數(shù)據(jù)連續(xù)率明顯影響測(cè)量結(jié)果時(shí)；

4現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)干擾大，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境差。

6.2.2當(dāng)無(wú)線(xiàn)傳輸效果可滿(mǎn)足測(cè)量要求時(shí)，以下場(chǎng)景可選擇無(wú)線(xiàn)傳輸：

1橋梁應(yīng)急檢查、定期檢查等短期測(cè)量；

2成本受限或布設(shè)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)難度較大時(shí)；

3測(cè)量任務(wù)緊急，布設(shè)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)周期較長(zhǎng)時(shí)。

6.2.3有線(xiàn)傳輸宜優(yōu)先選用光纖傳輸，傳輸距離小于150m時(shí)可采用六類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)傳輸，傳

輸網(wǎng)絡(luò)宜采用TCP/IP協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時(shí)間不應(yīng)大于300ms，應(yīng)符合IEEE802.3規(guī)定。

條文說(shuō)明：

網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議主要包括UDP協(xié)議和TCP/IP協(xié)議。UDP協(xié)議面向無(wú)連接，具有廣播功能，傳輸效率高，

可靠性差；TCP/IP協(xié)議面向連接，僅支持單播傳輸，傳輸可靠性高。

6.2.4無(wú)線(xiàn)傳輸應(yīng)根據(jù)測(cè)量規(guī)模、測(cè)量需求及網(wǎng)絡(luò)條件選擇，帶寬、傳輸距離、時(shí)延應(yīng)

滿(mǎn)足測(cè)量要求。

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6.2.5數(shù)據(jù)傳輸設(shè)施應(yīng)高效、可靠、穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，平均故障間隔時(shí)間應(yīng)≥30000小時(shí)，

平均IP包傳輸時(shí)延應(yīng)≤100ms，IP包丟失率應(yīng)≤1×10-5。

條文說(shuō)明：

平均故障間隔期（MTBF）為兩次故障的平均時(shí)間間隔；平均IP包傳輸時(shí)延（MeanIPTD）是指一個(gè)數(shù)

據(jù)流中所有IP包傳送時(shí)延的算術(shù)平均值。IP包丟失率（IPLR）是指丟失的IP包傳送結(jié)果與所有IP包的比

值。

6.2.6數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備選型應(yīng)綜合考慮先進(jìn)性、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性的要求，工作溫度范

圍宜按-20℃~+75℃設(shè)計(jì)。

6.2.7宜采用消息認(rèn)證、數(shù)字簽名等技術(shù)保障數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。

條文說(shuō)明：

消息認(rèn)證（messageauthentication）可驗(yàn)證消息的完整性，當(dāng)接收方收到發(fā)送方的報(bào)文時(shí)，接收方能夠

驗(yàn)證收到的報(bào)文是真實(shí)的和未被篡改的。數(shù)字簽名（digitallysigned）是只有信息的發(fā)送者才能產(chǎn)生的別人

無(wú)法偽造的一段數(shù)字串，這段數(shù)字串同時(shí)也是對(duì)信息的發(fā)送者發(fā)送信息真實(shí)性的一個(gè)有效證。

6.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式

6.3.1圖像法短期測(cè)量宜選用離線(xiàn)式存儲(chǔ)，長(zhǎng)期位移監(jiān)測(cè)宜采用在線(xiàn)式存儲(chǔ)和離線(xiàn)式存

儲(chǔ)相結(jié)合的方式。

6.3.2測(cè)點(diǎn)較少的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)宜選用DAS直連式存儲(chǔ)模式，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大、數(shù)據(jù)可靠

性和安全性要求高的系統(tǒng)宜選用SAN存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)模式。

條文說(shuō)明：

DAS(DirectAccessStorage):直連式存儲(chǔ)，該模式下存儲(chǔ)設(shè)備直接連接于主機(jī)服務(wù)器的存儲(chǔ)方式，每一

臺(tái)主機(jī)服務(wù)器都有獨(dú)立的存儲(chǔ)設(shè)備(即服務(wù)器磁盤(pán))，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較小的存儲(chǔ)模式。

SAN(StorageAreaNetwork):存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)，通過(guò)高速光纖通道交換機(jī)連接存儲(chǔ)陣列和服務(wù)器主機(jī)，組成

專(zhuān)用存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。SAN存儲(chǔ)模式具有存儲(chǔ)容量大、存取速度快、安全性高等特點(diǎn)，適用于大數(shù)據(jù)量關(guān)鍵數(shù)據(jù)

的存儲(chǔ)。

6.3.3長(zhǎng)期位移監(jiān)測(cè)時(shí)，離線(xiàn)存儲(chǔ)容量應(yīng)滿(mǎn)足≥180天的原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。

6.3.4數(shù)據(jù)在線(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)支持熱插拔功能，并具備磁盤(pán)冗余備份機(jī)制。

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6.3.5數(shù)據(jù)離線(xiàn)存儲(chǔ)應(yīng)盡量采用低成本大容量存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)介質(zhì)應(yīng)妥善放置在通風(fēng)、

干燥環(huán)境下以便長(zhǎng)期保存。

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7數(shù)據(jù)處理

7.1一般規(guī)定

7.1.1數(shù)據(jù)處理應(yīng)包括圖像預(yù)處理、位移計(jì)算等流程，進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)時(shí)宜對(duì)長(zhǎng)期干擾因

素進(jìn)行修正。

7.1.2數(shù)字圖像質(zhì)量應(yīng)符合本規(guī)程第5.2節(jié)有關(guān)規(guī)定，不符合規(guī)定的圖像不應(yīng)參與數(shù)據(jù)處

理。

7.1.3數(shù)據(jù)處理后不滿(mǎn)足測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)應(yīng)舍棄。

7.2圖像預(yù)處理

7.2.1圖像預(yù)處理的目的是改善圖像的視覺(jué)效果，提高后續(xù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。

7.2.2圖像預(yù)處理包括畸變校正、降噪和增強(qiáng)等方式。

7.2.3圖像畸變校正應(yīng)選擇適宜的畸變模型和軟件算法，圖像修正后，畸變偏差不宜大

于0.02像素。

7.2.4圖像降噪、增強(qiáng)處理應(yīng)符合以下規(guī)定：

1圖像中存在異于測(cè)量目標(biāo)的異常像素點(diǎn)或像素點(diǎn)集時(shí)，應(yīng)采用濾波、人機(jī)交互等技

術(shù)進(jìn)行降噪處理，濾波器窗口尺寸宜選擇3×3像素到15×15像素之間；

2圖像增強(qiáng)可選用減影、二值化、細(xì)化等技術(shù)。

7.2.5處理后的圖像應(yīng)真實(shí)地反映實(shí)際材質(zhì)的圖案、質(zhì)感、顏色及透明度，細(xì)節(jié)信息應(yīng)

完整，不應(yīng)影響后續(xù)圖像的處理

7.2.6處理后的圖像像素偏移不應(yīng)大于0.5像素，圖像主點(diǎn)位移不應(yīng)大于0.1像素

7.2.7當(dāng)采用免配合目標(biāo)測(cè)點(diǎn)方式測(cè)量時(shí)，應(yīng)對(duì)圖像中所需識(shí)別的灰度特征測(cè)點(diǎn)區(qū)域進(jìn)

行灰度質(zhì)量評(píng)價(jià)，灰度質(zhì)量評(píng)價(jià)宜參考平均灰度二階導(dǎo)數(shù)、平均灰度梯度等參數(shù)。

條文說(shuō)明：

二階導(dǎo)數(shù)描述圖像中灰度的變化率的變化率，即灰度的曲率，平均灰度二階導(dǎo)數(shù)越大，說(shuō)明圖像中包

含了較多的邊緣和紋理信息，圖像越清晰；灰度梯度表示圖像中灰度的變化率，即相鄰像素之間的灰度差

異，平均灰度梯度越大，說(shuō)明圖像中灰度變化越劇烈，包含更多的邊緣和細(xì)節(jié)信息。

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7.3位移計(jì)算

7.3.1位移計(jì)算相關(guān)的數(shù)字圖像算法主要包括：灰度重心法、角點(diǎn)識(shí)別法、相關(guān)系數(shù)擬

合、梯度法和N-R迭代法等，具體應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)景和測(cè)量要求進(jìn)行選擇，詳見(jiàn)附錄A。

7.3.2位移計(jì)算流程如下：

特征靶標(biāo)識(shí)別→興趣點(diǎn)坐標(biāo)定位→求解興趣點(diǎn)像素位移→帶入系數(shù)計(jì)算實(shí)際位移。

7.3.3灰度重心法計(jì)算應(yīng)符合以下要求：

1灰度重心坐標(biāo)是通過(guò)目標(biāo)像素的灰度值的加權(quán)平均值計(jì)算得出，宜預(yù)先對(duì)圖像進(jìn)行

直方圖分析，以獲得更好的圖像分割閾值；

2應(yīng)通過(guò)跟蹤前后圖像中特征點(diǎn)的灰度重心坐標(biāo)并作差計(jì)算像素位移。

7.3.4實(shí)際位移值應(yīng)為求解得到的像素位移或者亞像素位移乘以標(biāo)定系數(shù)。

7.4長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)修正算法

7.4.1在長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)過(guò)程中由于架設(shè)位置點(diǎn)自身存在位移或大氣光線(xiàn)干擾會(huì)產(chǎn)生一定誤差，

宜在目標(biāo)點(diǎn)附近尋找不動(dòng)點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，采用基準(zhǔn)點(diǎn)修正的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)位移數(shù)據(jù)可按下式計(jì)算：

'X0

X1X1D17.4.1-1

D0

'Y0

Y1Y1D17.4.1-2

D0

式中：

'水平方向修正后位移

X1——

'豎向修正后位移

Y1——

X1——測(cè)點(diǎn)水平向位移

Y1——測(cè)點(diǎn)豎向位移

D0——基準(zhǔn)點(diǎn)與成像設(shè)備直線(xiàn)距離

X0——基準(zhǔn)點(diǎn)水平向位移

Y0——基準(zhǔn)點(diǎn)豎向位移

D1——測(cè)點(diǎn)與成像設(shè)備直線(xiàn)距離

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7.4.2.靜位移數(shù)據(jù)宜采用動(dòng)位移數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。宜將統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)獲取的動(dòng)位移監(jiān)測(cè)數(shù)

據(jù)剔除1/5個(gè)最大值和1/5個(gè)最小值，以余下的3/5個(gè)數(shù)據(jù)均值作為修正后靜位移數(shù)據(jù)。

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附錄A數(shù)字圖像算法

識(shí)別方法算法類(lèi)型識(shí)別目標(biāo)算法優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)適合應(yīng)用

直接識(shí)別優(yōu)點(diǎn)：算法簡(jiǎn)單，算法速度快。

灰度重心法激光、灰度適用于結(jié)構(gòu)體的長(zhǎng)期

定義：用圖像的（一般采用灰度處理、二值

監(jiān)測(cè)，適用于配合靶

灰度值作為權(quán)值化、求質(zhì)心像素位置）。但容

角點(diǎn)識(shí)別法角點(diǎn)、散斑點(diǎn)