《工程結構數(shù)字圖像法檢測技術規(guī)程》

T/CECSXXX—XXXX

中國工程建設協(xié)會標準

工程結構數(shù)字圖像法檢測技術規(guī)程

Technicalspecificationfordigitalimageinspectionofengineering

structures

（征求意見稿）

2020.03

前言

根據(jù)中國工程建設標準化協(xié)會《關于印發(fā)<2017年第二批工程建設協(xié)會標準制訂、修訂

計劃>的通知》（建標協(xié)字[2017]031號）文件要求，規(guī)程編制組經(jīng)廣泛調查研究，認真總結

工程實踐經(jīng)驗，在參考國內外成熟科研成果的基礎上，制定本規(guī)程。

本規(guī)程共分10章3個附錄，主要技術內容是：總則、術語和符號、基本規(guī)定、數(shù)字圖

像獲取、數(shù)字圖像處理、.裂縫檢測、幾何尺寸與變形測量、結構位移測量、結構表面應變

測量、結果記錄等。

根據(jù)國家計委計標[1986]1649號文《關于請中國工程建設標準化委員會負責組織推薦

性工程建設標準試點工作的通知》的要求，推薦給檢測鑒定、設計、施工單位和工程技術

人員采用。

本規(guī)程由中國工程建設標準化協(xié)會冶金分會歸口管理，由中冶建筑研究總院有限公司

負責具體技術內容的解釋。本規(guī)程在執(zhí)行過程中，如有需要修改或補充之處，請將有關資

料和建議寄送解釋單位（地址：北京市海淀區(qū)西土城路33號，郵編100088）。

本標準主編單位：中冶建筑研究總院有限公司

本標準參編單位：

本標準主要起草人：

本標準審查專家：

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目次

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

2術語和符號............................................................................................................................................................3

2.1術語...........................................................................................................................................................3

2.2符號...........................................................................................................................................................5

3基本規(guī)定.................................................................................................................................................................6

3.1一般規(guī)定.......................................................................................................................................................6

3.2檢測程序和基本要求...................................................................................................................................7

4數(shù)字圖像獲取........................................................................................................................................................8

4.1一般規(guī)定.......................................................................................................................................................8

4.2成像設備技術要求.......................................................................................................................................8

4.3成像環(huán)境與操作技術要求...........................................................................................................................9

4.4數(shù)據(jù)質量要求.............................................................................................................................................10

5數(shù)字圖像預處理..................................................................................................................................................12

5.1技術要求.....................................................................................................................................................12

5.2質量要求......................................................................................................................................................13

6裂縫檢測...............................................................................................................................................................14

6.1一般規(guī)定.....................................................................................................................................................14

6.2裂縫識別與提取.........................................................................................................................................14

6.3裂縫寬度的計算.........................................................................................................................................15

6.4裂縫長度的計算.........................................................................................................................................16

6.5裂縫分布、形態(tài)的計算.............................................................................................................................16

6.6裂縫參數(shù)表達.............................................................................................................................................16

6.7精度要求.....................................................................................................................................................17

7尺寸與變形測量..................................................................................................................................................19

7.1一般規(guī)定.....................................................................................................................................................19

7.2尺寸與變形計算.........................................................................................................................................19

7.3精度要求.....................................................................................................................................................21

8位移測量...............................................................................................................................................................23

8.1一般規(guī)定.....................................................................................................................................................23

8.2位移計算.....................................................................................................................................................24

-1-

8.3精度要求.....................................................................................................................................................25

9應變測量...............................................................................................................................................................26

9.1一般規(guī)定.....................................................................................................................................................26

9.2應變場計算.................................................................................................................................................26

9.3精度要求.....................................................................................................................................................29

10結果記錄...............................................................................................................................................................30

附錄A無人機平臺操作........................................................................................................................................31

A.1一般規(guī)定....................................................................................................................................................31

A.2設備與人員要求........................................................................................................................................31

A.3氣象要求....................................................................................................................................................32

A.4操作方法....................................................................................................................................................32

附錄B人工智能方法..............................................................................................................................................34

附錄C基于數(shù)字圖像的多視角幾何三維重建方法..............................................................................................35

本規(guī)程用詞說明........................................................................................................................................................36

引用標準名錄............................................................................................................................................................37

附:條文說明.........................................................................................................................................................28

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Contens

1Generalprovisions.............................................................................................................................................1

2Termsandsymbols............................................................................................................................................3

2.1Terms......................................................................................................................................................3

2.2Symbols..................................................................................................................................................5

3Basicrequirements............................................................................................................................................6

3.1Generalrequirements.............................................................................................................................6

3.2Proceduresandbasicrequirements........................................................................................................7

4Digitalimageacquisition..................................................................................................................................8

4.1Generalrequirements.............................................................................................................................8

4.2Technicalrequirementsforimagingequipment....................................................................................8

4.3RequirementsforImagingenvironmentandoperationtechnical.........................................................9

4.4Requirementsfordataquality..............................................................................................................10

5Digitalimagepreprocessing............................................................................................................................12

5.1Generalrequirements...........................................................................................................................12

5.2Qualityrequirement.............................................................................................................................13

6Digitalimagepreprocessing............................................................................................................................14

6.1Fractureidentificationandextraction..................................................................................................14

6.2Calculationofcrackwidth...................................................................................................................14

6.3Calculationofcracklength..................................................................................................................15

6.4Calculationofcrackdistributionandmorphology..............................................................................16

6.5Crackparameterexpression.................................................................................................................16

6.6Technicalrequirements........................................................................................................................16

6.7Precisionrequirements.........................................................................................................................17

7Dimensionanddeformationmeasurement.....................................................................................................19

7.1Generalrequirements...........................................................................................................................19

7.2Sizeanddeformationcalculation.........................................................................................................19

7.3Precisionrequirements.........................................................................................................................21

8Dimensionanddeformationmeasurement.....................................................................................................23

8.1Generalrequirements...........................................................................................................................23

8.2Displacementcalculation.....................................................................................................................24

8.3Precisionrequirements.........................................................................................................................25

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9Strainfieldcalculation....................................................................................................................................26

9.1Generalrequirements...........................................................................................................................26

9.2Strainfieldcalculation.........................................................................................................................26

9.3Precisionrequirements.........................................................................................................................29

10Resultsrecord................................................................................................................................................30

AppendixADroneplatformoperation..............................................................................................................31

A.1Generalrequirements..........................................................................................................................31

A.2Equipmentandpersonnelrequirements..............................................................................................31

A.3Meteorologicalrequirements..............................................................................................................32

A.4Operationmethod................................................................................................................................32

AppendixBArtificialintelligencemethod........................................................................................................34

AppendixCMulti-viewgeometric3Dreconstructionmethodbasedondigitalimage....................................35

Explanationofwordinginthisstandard...............................................................................................................36

Listofquotedstandards..........................................................................................................................................37

Addition:Explanationofprovisions.....................................................................................................................38

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1總則

1.0.1為規(guī)范工程結構數(shù)字圖像法檢測技術的應用，做到技術先進、數(shù)據(jù)可靠、安全適用、經(jīng)濟合理，

制定本規(guī)程。

【條文說明】1.0.1隨著我國城鎮(zhèn)化的迅速發(fā)展與基礎設施的快速建設，存量工程結構數(shù)量大量增加，

結構維護的工作量與復雜度增大，既有結構的檢測鑒定與長期監(jiān)測成為工程結構領域的重要工作。對于

混凝土結構、砌體結構、鋼結構等常見類型的工程結構而言，結構與構件尺寸、表面裂縫、傾斜與撓度、

局部幾何變形、動態(tài)位移等屬于安全性檢測鑒定最重要的指標，能敏感地反映出既有結構的受力狀態(tài)，

是完成結構承載力分析、評價結構受力性能的重要依據(jù)。

數(shù)字圖像檢測作為近年來新興的檢測方法，以其非接觸、高精度、方便快捷、平臺擴展性強、與人

工智能技術銜接良好等優(yōu)勢，在工程結構檢測領域呈現(xiàn)出越來越廣泛的應用前景。目前，數(shù)字圖像法已

成功應用于結構表面裂縫檢測、結構與構件的尺寸與變形測量、橋梁結構動靜態(tài)位移測量以及實驗室環(huán)

境的應變測量等方向，應用效果良好，一方面推動傳統(tǒng)工程檢測技術的應用創(chuàng)新，另一方面引領基礎方

法與應用技術的科研創(chuàng)新。因此，為規(guī)范工程數(shù)字圖像法檢測技術的應用，做到技術先進、數(shù)據(jù)可靠、

安全適用、經(jīng)濟合理，本規(guī)程圍繞總則、術語和符號、基本規(guī)定、數(shù)字圖像獲取、數(shù)字圖像預處理以及

檢測內容進行描述，檢測內容具體包括裂縫檢測、尺寸與變形測量、位移測量與應變測量。

傳統(tǒng)的表面裂縫損傷與缺陷檢測主要依賴人工手段，方法操作費時、費力，識別結果具有一定主觀

性，現(xiàn)場操作存在高空作業(yè)等安全隱患。自本世紀初，隨著各類硬件設備水平的提高，基于數(shù)字圖像、

超聲波、雷達波等多種手段的結構損傷識別方法被廣泛研究并付諸應用。對于結構表面的裂縫與損傷檢

測，數(shù)字圖像處理的方法由于其方便可靠、易于操作，具備遠程、非接觸式的特點，在實際應用中具備

較大的優(yōu)勢；同時，數(shù)字圖像法可以實現(xiàn)對結構位移、變形的便捷測量，提高檢查效率。本規(guī)程中，對

裂縫檢測劃分為數(shù)字圖像預處理、裂縫識別與提取、裂縫寬度與長度計算、裂縫分布與結果表達等步驟，

完整執(zhí)行操作步驟可獲得定量準確的裂縫檢測結果。

結構尺寸與變形測量屬于長度與空間變形測量內容，具體的幾何尺寸指標包括長度、寬度、高度、

位置、截面特征等，變形指標包括構件傾斜度、撓度、屈曲等。結構尺寸與變形測量的傳統(tǒng)測量手段豐

富，如接觸式的尺測、非接觸式的全站儀與三維激光掃描測量等。在工程結構檢測現(xiàn)場，為方便、快捷

地獲取結構尺寸與變形測量結果，對簡單的長度指標采用單張照片測量、利用已知長度修正，對復雜的

長度指標與空間變形指標采用多視角幾何三維重建測量、利用已知成像模型參數(shù)或已知長度進行修正，

不僅技術操作方便，同時精度能滿點工程檢測的要求。本規(guī)程從測量手段入手，對結構尺寸與變形的單

視角測量、雙視角測量與多視角測量進行了詳細的描述與約定。

既有橋梁工程在荷載試驗與長期監(jiān)測中，結構動靜態(tài)位移指標對反映橋梁力學性能狀態(tài)具有非常重

要的意義。對位移指標的測量與檢測，接觸式方便雖然具有技術成熟、成本低廉的特征，但現(xiàn)場安裝操

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作不便、長期監(jiān)測困難，近年來呈現(xiàn)出被非接觸式測量手段取代的趨勢。采用激光、可見光等手段進行

位移測量，設備架設方便、遠程測量可操作性強，采用亞像素插值方法滿足高精度測量要求，采用工業(yè)

高頻成像設備滿足動態(tài)高頻采樣要求，在保證成像光路環(huán)境穩(wěn)定的情況下，可實現(xiàn)高精度檢測與長期監(jiān)

測。本規(guī)程對數(shù)字圖像法位移測量的站點選擇、測量過程、數(shù)據(jù)計算以及結果記錄進行了詳細的描述與

約定。

實驗室環(huán)境中基于單目、雙目的應變場測量已經(jīng)在國內各高校與研究機構廣泛應用。相比于應變的

機械測量、電阻法測量、振弦法測量等常用方法，數(shù)字圖像法測量的顛覆性優(yōu)勢在于整場應變測量。例

如在混凝土剪力墻抗側試驗中，數(shù)字圖像法應變測量結果可完整展示出整個墻體表面的應變場分布，輕

易觀察出主應力的分布發(fā)問。但由于測量硬件水平要求較高，數(shù)字圖像法應變測量在目前多用于實驗室

條件，本規(guī)程也以實驗條件作為應用條件限制。

1.0.2數(shù)字圖像法檢測是利用成像設備獲取工程結構的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)后，經(jīng)過數(shù)字圖像預處理，對裂

縫、尺寸和變形、位移和應變等指標進行檢測的方法。

1.0.3本規(guī)程適用于新建或既有的工程結構的結構與構件的數(shù)字圖像法檢測。

【條文說明】1.0.3本規(guī)程適用于新建或既有工程結構的數(shù)字圖像法檢測，領域包括建筑結構、水工、

市政、鐵路、公路等，如民用建筑、工業(yè)建構筑物、塔桅結構、保護性建筑、大壩壩體、市政公路鐵路

橋梁隧道結構、道路路面等，其它類型的結構可參照執(zhí)行。

1.0.4工程結構的數(shù)字圖像法檢測，除應符合本規(guī)程外，尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。

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2術語和符號

2.1術語

2.1.1數(shù)字圖像（digitalimage）

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)字計算機或數(shù)字電路存儲和處理的圖像。

2.1.2裂縫（crack）

由荷載、溫度、災害等因素引起的結構表面狹長縫。

2.1.3成像設備（imagingdevice）

由成像元件、鏡頭等部件組成的滿足薄透鏡成像原理的設備。

2.1.4分辨率（resolution）

圖像系統(tǒng)可以測到的受檢物體上的最小可分辨特征尺寸。

2.1.5感光元件（photosensitiveelement）

將光信號轉化成電信號裝置

2.1.6物理分辨率

指相機光學傳感器上包含的感光元器件的個數(shù)，一般以橫縱的乘積表示。

2.1.7視場（Fieldofview）

指觀測物體的可視范圍，也就是充滿相機采集芯片的物體部分。

2.1.8失真（distortion）

又稱畸變，指被攝物平面內的主軸外直線，經(jīng)光學系統(tǒng)成像后邊緣為曲線，則此光學系統(tǒng)的成像誤

差稱為畸變，畸變只影響影像的幾何形狀，而不影響像的清晰度。

2.1.9量測型鏡頭（measuringlens）

透鏡組的排列進行過嚴格的校正的鏡頭，內方位元素、焦距等光學信息已知的鏡頭。

2.1.10非量測型鏡頭（non-metriclens）

透鏡組的排列沒有進行嚴格的校正的鏡頭，內方位元素，焦距等光學信息未知的鏡頭。。

2.1.11遠心鏡頭（Telecentrelens）

主要是為糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭視差而設計，它可以在一定的物距范圍內，使得到的圖像放大倍率不會

變化，這對被測物不在同一物面上的情況是非常重要的應用。

2.1.12焦距（focallength）

焦距是光學系統(tǒng)中衡量光的聚集或發(fā)散的度量方式，指透鏡的光學中心到光聚焦點的距離。亦是相

機中從鏡頭中心到底片或CCD成像平面的距離。

2.1.13雙目視覺（binocularStereoVision）

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機器視覺的一種重要形式，它是基于視差原理并利用成像設備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖

像，通過計算圖像對應點間的位置偏差，來獲取物體三維幾何信息的方法。

2.1.14基線（baseline）

雙目成像中左右兩相機光心的連線

2.1.15無人機平臺（UAVplatform）

無線電遙控設備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。

2.1.16正直攝影（uprightphotography）

攝影基線和相機主光軸垂直。

2.1.17交向攝影（convergentphotograph）

在攝影基線兩端，兩相機主光軸在物方相交成某一角度的攝影。

2.1.18縮放（zooming）

均勻縮小或放大。

2.1.19相機檢校（cameracalibration）

在滿足特定檢定環(huán)境要求的實驗室內，對相機進行檢定。

2.1.20主裂縫（maincrack）

多條相交裂縫中長度相對較長、寬度相對較大且對結構威脅最為明顯的裂縫。

2.1.21景深（Depthofview,即DOF）

物體離最佳焦距點較近或較遠時，鏡頭保持分辨率的能力。

2.1.22模板匹配法（templatematchingmethod）

在數(shù)字圖像處理中，采用預先定義的標準圖像模板在目標圖像上進行滑動搜索，以獲取興趣目標對

象的技術。

2.1.23相似度評價函數(shù)similarityfunction

用于評價模板圖像與目標圖像之間相似程度的度量函數(shù)。

2.1.24數(shù)字圖像相關（DigitalImageCorrelation，DIC）

按一定的搜索方法，通過處理變形前后被測物表面的數(shù)字圖像直接獲得位移或變形信息的一種數(shù)字

圖像處理技術。

【條文說明】2.1術語主要是根據(jù)現(xiàn)行國家標準《工程結構設計基本術語和通用符號》

（GBJ132）、《建筑結構設計術語和符號標準》（GB/T50083)等給出的。

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2.2符號

A0——圖像量測面積；

A——圖像真實面積；

D——測量距離；

d——測量分辨率；

f——鏡頭焦距；

K——亞像素細分數(shù)，無量綱。

L0——圖像量測長度；

L1——圖像真實長度；

L——測量范圍的對角線距離；

l——感光元件的對角線距離；

mA——與面積量測精度對應的相對誤差分母；

mL——與長度量測精度對應的相對誤差分母；

mx、my、mz——點位x,y,z方向上的中誤差；

n——物方控制點的個數(shù)；

——圖像傳感器像元大??；

?Δx、Δy、Δz——量測x,y,z坐標與對應的物方控制點坐標差；

ΔαAB——傾斜度；

dA、dB——構件傾斜方向上A、B兩點位移量；

lAB——A、B兩點距離。

【條文說明】2.2符號主要是參照現(xiàn)行國家標準工程結構設計基本術語和通用符號》

（GBJ132）、《建筑結構設計術語和符號標準》（GB/T50083)等，根據(jù)本標準的需要規(guī)定的。

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3基本規(guī)定

3.1一般規(guī)定

3.1.1數(shù)字圖像法檢測技術可用于以下指標檢測：表面裂縫、結構外形幾何尺寸與幾何變形、結構動位移

與動撓度、結構表面應變、裂縫以外的其它表面損傷及缺陷、其它可通過數(shù)字圖像處理與像素距離計算

的指標。

【條文說明】3.1.1數(shù)字圖像法可實現(xiàn)對建筑物整體傾斜與變形、橋梁結構動靜態(tài)跨中位移等整體指標的

測量，也可實現(xiàn)對相對獨立的結構單元或結構構件如構件截面尺寸、構件變形與開裂等局部指標的檢測。

3.1.2以下條件下宜采用數(shù)字圖像法檢測：

1難以使用接觸式方法檢測或檢測存在安全隱患時；

2采用人工檢測效率低下時；

3需連續(xù)大面積檢測時；

4其他傳統(tǒng)檢測方式難以定量、全面、客觀描述時。

【條文說明】3.1.2優(yōu)先采用數(shù)字圖像法檢測的情況，在工程實踐中表現(xiàn)為人工接觸式檢測難以到達或檢

測目標表面難以接觸，例如既有橋梁損傷檢測中使用橋檢車進行高空作業(yè)的情況、工作狀態(tài)的冶金廠房

熱風爐、鋼煙囪表面損傷檢測等高溫、有毒氣體作業(yè)環(huán)境等。

3.1.3數(shù)字圖像法檢測人員應掌握數(shù)字圖像獲取與處理的基本方法，具備操作成像設備的經(jīng)驗。

3.1.4對于重要基礎設施和大型公共建筑宜進行數(shù)字圖像法長期監(jiān)測。

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3.2檢測程序和基本要求

3.2.1數(shù)字圖像法檢測宜按下述流程進行：

3.2.2數(shù)字圖像法檢測應依據(jù)檢測委托與指標精度等要求，按下列規(guī)定制定檢測流程：

1確定數(shù)字圖像分辨率、成像元件參數(shù)、鏡頭參數(shù)與成像范圍，完成成像設備與攝影方案的選定，

制定檢測方案；

2經(jīng)過成像操作獲取符合要求的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，完成數(shù)字圖像獲取；

3進行數(shù)字圖像預處理、降噪與增強等，確保數(shù)字圖像數(shù)據(jù)滿足質量和精度要求，完成數(shù)字圖像預

處理；

4進行損傷、缺陷、變形、位移、應變等指標的識別與提取，完成指標計算；

5對指標計算結果進行精度判斷，如果滿足要求進行結果輸出，如果不滿足要求須補測或重測；

6根據(jù)具體要求進行檢測結果記錄。

【條文說明】3.2.2完成指標的定量計算與輸出結果不滿足要求時，應重復執(zhí)行（1）~（4）步驟。

3.2.3數(shù)字圖像檢測的結果精度與輸入輸出格式應根據(jù)相關規(guī)范要求并參照委托方的要求執(zhí)行。

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4數(shù)字圖像獲取

4.1一般規(guī)定

4.1.1數(shù)字圖像獲取應綜合考慮成像設備、成像環(huán)境、拍攝方式、圖像技術參數(shù)等因素。

4.1.2根據(jù)檢測對象特征和檢測要求，選擇適用的成像設備，成像設備應滿足4.2節(jié)的要求。

4.1.3成像環(huán)境及拍攝方式應滿足4.3節(jié)的要求。

4.1.4所拍攝獲取的圖像數(shù)據(jù)技術參數(shù)應滿足4.4節(jié)的要求。

4.2成像設備技術要求

4.2.1所采用的成像設備應有產(chǎn)品合格證。

【條文說明】4.2.1目前計量機構無關于照相機和攝像機檢定、校準參數(shù)，照相機或攝像機應具有最基本

的產(chǎn)品合格證。

4.2.2成像設備應符合下列要求：

1感光元件的物理分辨率應不小于視場/標稱分辨率的1/3；

2當檢測對象成像變化較快時，快門宜選擇全局曝光的電子快門或機械快門，當對測量速度要求較

低時，可選擇線掃描式的電子快門；

3快門速度和采樣頻率應滿足動態(tài)測試的要求。

【條文說明】4.2.2測量應用中的標稱分辨率在使用亞像素技術時不應該高于物理分辨率3倍，即亞像素

的有效細分等級應小于等于1/2。

全局曝光的電子快門速度可以很高，在測量高速運動的物體時應優(yōu)先使用全局曝光的電子快門以保

證獲得圖像的準確性。

相機感光元件的尺寸宜選擇較大的，測量運動物體時可采用提高快門速度或補充光源等方法提高成

像清晰度。

4.2.3鏡頭宜符合下列要求：

1宜選用量測型鏡頭，若采用非量測型鏡頭，鏡頭應滿足失真小、可標定、成像清晰等要求；

2鏡頭靶面尺寸宜大于感光元件尺寸；

3鏡頭的分辨率宜大于相機感光元件的物理分辨率。

4鏡頭焦距的選擇應由測量距離、感光元件的對角線距離、測量范圍的對角線距離確定。

5采用非量測鏡頭進行定量檢測時，應檢校成像設備的基本參數(shù)，包括主點坐標、主距、鏡頭畸變

系數(shù)；當采用雙目相機測量時，宜在使用前檢校單目成像參數(shù)、相機間的相對位置關系，精度滿足4.2.7

條要求。

【條文說明】4.2.3非量測鏡頭相機包括工業(yè)相機和民用相機，常用的接口包括C接口、CS接口、F接

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口、V接口、T2接口、徠卡接口、M42接口、M50接口等）（C接口和CS接口是工業(yè)相機最常見的國

際標準接口）。

Dl

鏡頭焦距的選擇應滿足如下公式：f

L

式中：

L——測量范圍的對角線距離，mm；

l——感光元件的對角線距離，mm；

f——鏡頭焦距，mm；

D——測量距離，mm。

4.2.4在對鏡頭的放大倍數(shù)敏感的使用場景中應使用遠心鏡頭。

【條文說明】4.2.4遠心鏡頭包括物方遠心鏡頭、像方遠心鏡頭、雙側遠心鏡頭、其中雙側遠心鏡頭的放

大倍數(shù)既不會受探測物的距離影響也不會受鏡頭到靶面感光元件的距離影響。

4.2.5雙目視覺應用中，如果測量精度要求較高，測量距離宜接近基線長度。

4.2.6成像設備檢校質量精度宜滿足以下要求：

1主點坐標中誤差不宜大于10μm；

2主距中誤差不宜大于5μm；

3殘余畸變差不宜大于0.3像素。

4.3成像環(huán)境與操作技術要求

4.3.1成像環(huán)境應符合下列要求：

1拍攝時應選擇光線柔和、亮度均勻的視覺場景，應避免逆光拍攝；

2檢測目標環(huán)境照度不高，可設置附加照明裝置；附加照明光源宜設置于不同位置，且應避免直射

鏡頭；

3檢測目標物表面反差適中，可采用向目標投影格網(wǎng)、斑點等增強表面反差；

4檢測目標環(huán)境的工作溫度、濕度等應符合成像設備工作要求，必要時可采用防護罩。

4.3.2拍攝站點應滿足以下要求：

1以保證精度和獲取最有效的攝影覆蓋為原則，避開屏障，并避免出現(xiàn)盲區(qū)；

2拍攝站點宜布設在穩(wěn)固的地面或平臺上，拍攝站點場地應避免振動；拍攝站點不固定或使用無人

機平臺時，應保證拍攝相機穩(wěn)定、防止抖動；

3相鄰攝站之間的高程，應小于攝站間距離的1/5。

【條文說明】4.3.2定量檢測時更應該保證相機成像穩(wěn)定，現(xiàn)場拍攝時，可選用穩(wěn)定三角架固定成像設備。

4.3.3根據(jù)檢測對象復雜度與檢測要求，拍攝站點宜采用以下方式布設：

1拍攝方式可采用單一視角拍攝或不同視角拍攝；不同視角拍攝包括雙目立體交會、多視圖三維重

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建。

2測定被檢測對象的二維坐標變化，或平面型目標的二維測定時宜采用單一視角拍攝；

3測定被檢測對象的三維空間坐標，高精度變形量，或復雜形狀立面信息時宜采用不同視角拍攝。

【條文說明】4.3.3復雜度包括被檢測對象的大小、形狀等因素；檢測要求包括被檢測對象精度要求、目

標環(huán)境條件要求、成像設備類型要求以及圖像測量處理技術要求等。復雜形狀立面是指具有指長條形目

標，圓柱形目標，曲面目標等。

4.3.4標定控制信息宜符合以下要求：

1控制信息可包括已知的三維坐標控制點、或已知長度、角度等絕對尺寸；

2標記宜分布在圖像畸變較小的區(qū)域，或均勻分布在檢測目標對象周圍。

【條文說明】4.3.4控制信息是指帶有絕對尺度量的標尺或參照物、或已知坐標的控制網(wǎng)等。

4.3.5圖像拍攝應符合下列要求：

1檢測對象宜置于圖像中心位置；

2拍攝角度宜保持鏡頭正對目標物的主立面；

3檢測目標的環(huán)境照度不高且圖像清晰度要求較高時，宜選擇灰度圖模式。

4靜態(tài)目標拍攝時宜使用光圈優(yōu)先模式；動態(tài)目標拍攝時應使用快門優(yōu)先模式。

5無人機平臺拍攝，曝光瞬間像點位移宜小于1像素。

6無法正面拍攝全景時，應先拍攝部分全景，再逐個正對拍攝，后期再合成。

【條文說明】4.3.5圖像拍攝角度宜保持鏡頭正對目標面，無法正面拍攝全景時，應先拍攝部分全景，再

逐個正對拍攝，后期再合成；檢測目標物結構復雜時應適當增加拍攝的交會角度；對遠距離高精度檢測

時，宜選用長焦距、大幅面相機；在巷道等視野有限的近距離攝影時，宜選用短焦距相機。

拍攝方式可采用正直攝影、交向攝影或其他攝影方式，當采用單幅圖像測量目標幾何參數(shù)，或利用不同

時刻同一角度拍照圖像測量目標變化或運動時，可采用二維平面攝影。當施測對象在同一平面內分布，

或采用低空無人機等平臺圖像測量時，可采用正直攝影。當施測對象表面形狀較復雜，或需要高精度測

定目標三維空間位置或變形測量時，可采用交向攝影方式。

4.4數(shù)據(jù)質量要求

4.4.1灰度圖像像素位深不應小于8bit；彩色圖像像素位深宜為12bi，且不應小于8bit，飽和度等級不應

小于10級。

4.4.2圖像應反差適中、色調一致、紋理清楚、層次豐富，不失真、無偏色，無傷痕和污跡。

4.4.3圖像數(shù)據(jù)應完整的覆蓋檢測目標和控制標靶。正直攝影時，圖像對重疊度應為60%-80%；交向攝

影時，圖像對重疊度不應小于80%，交向攝影的偏角應小于40°。

4.4.4圖像中控制標記點應與被檢測對象色調有明顯的反差，增設的特征點距離圖像邊緣宜大于1.5cm。

【條文說明】4.4.4依據(jù)CH/Z3005-2010中質量要求。1.5cm是航測野外測點的作業(yè)常采用的數(shù)值，因

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為圖像邊緣有畸變。

4.4.5采集數(shù)據(jù)宜采用無壓縮格式存儲，圖片壓縮存儲時，壓縮倍率宜小于10倍；視頻數(shù)據(jù)壓縮存貯時，

壓縮倍率宜小于5倍。

-11-

5數(shù)字圖像預處理

5.1技術要求

5.1.1應依據(jù)檢測委托與指標精度要求選用合適的圖像預處理技術，圖像數(shù)據(jù)質量應符合第4章中相關要

求。

【條文說明】5.1.1應視具體要求，選擇適宜的數(shù)字圖像預處理的操作；如果數(shù)字圖像素材質量較好且滿

足檢測與測量要求，也可不進行預處理。

5.1.2圖像預處理宜包括圖像色彩調整、畸變差改正、變形糾正、格式轉換、降噪與增強，必要時可進行

裁剪與縮放。

5.1.3圖像色彩調整應對圖像進行質量檢查，保持圖像反差適中、色彩一致，對曝光過度、曝光不足、包

含陰影、相鄰圖像色彩差異過大等問題，應進行色彩整體調整。

5.1.4圖像畸變差改正應選擇適宜的畸變改正模型、專用軟件或算法，滿足數(shù)學模型合理嚴謹、解算穩(wěn)定

可靠的要求。

【條文說明】5.1.4軟件應正版授權認證，數(shù)學模型應該在軟件中認證且適用于工程項目。一般來說，數(shù)

學模型可包括：相機檢校模型、聯(lián)合平差模型、粗差檢測模型等。因為拍攝方式、相機硬件、控制方式、

精度要求等存在不同，因此，不管是購買軟件或自研軟件，采用數(shù)學模型應能夠精確刻畫各種誤差，輸

出精度或可靠性指標，符合工程方案要求。

5.1.5圖像變形糾正應選用下列方式：

1需要獲取平面或空間信息時應綜合圖像二維、三維幾何信息以及成像模型參數(shù)等進行糾正；

2僅需獲取長度、位移等一維信息時宜通過光軸與檢測目標間的夾角實施投影糾正。

5.1.6圖像文件宜采用無損轉換方法轉換為通用格式，轉換不得損失幾何信息和輻射信息。

5.1.7圖像降噪與增強處理應符合下列規(guī)定：

1圖像中存在異于檢測目標的異常像素點或像素點集時，應采用濾波或人機交互方式進行降噪處理，

濾波器窗口尺寸宜選擇3×3像素到15×15像素之間；

2圖像增強可選用減影、二值化、細化等操作增強圖像細部；

3應綜合考慮檢測對象特征和算法適用性，選擇合適的軟件進行圖像降噪與增強。

【條文說明】5.1.7圖像噪聲類型選擇適宜的降噪濾波器，包括空間域和頻率域濾波器等。如：椒鹽噪聲

可選擇中值濾波器，高斯噪聲可采用選擇中值濾波器均值濾波器。增強圖像明暗視覺效果增強，可通過

亮度、對比度、曝光度等參數(shù)調節(jié)；增強色彩視覺效果，可通過顏色值、色調、飽和度、色彩平衡等調

節(jié)。增強圖像邊緣可以采用形態(tài)學。

5.1.8裁剪與縮放操作后圖像參數(shù)文件應同步更新；全景圖像合成宜采用畸變差和變形糾正處理后的圖像。