Photogrammetric techniques applied to monitor deformations of buildings and structures

Abstract

Здания и сооружения в ходе эксплуатации испытывают на себе различные нагрузки вследствие различных факторов, в результате чего происходят деформации, которые могут быть выражены в появлении и развитии в сооружении трещин. Обследование зданий и мониторинг трещин является основой для принятия решения о мерах по безопасности. Применение для данной задачи современных методов фотограмметрии в совокупности с алгоритмами компьютерного зрения обладает следующими преимуществами: возможность обеспечения высокого уровня точности и надежности, автоматизация выделения контуров на изображении и измерения ширины раскрытия трещин, экономическая эффективность. Данная работа демонстрирует разработку метода выделения и измерения трещин посредством применения фильтра Габора. Рассмотрен теоретический аппарат фильтра, влияние различных факторов на его работу, разработано программное решение на основе сформированного метода, а также проведена апробация на реальных объектах. Разработанный метод в дальнейшем может стать основой для программного обеспечения, автоматизирующего процесс детектирования и измерения трещин на ортофотопланах и других изображениях для оптимизации картографирования трещин при составлении схем дефектов зданий и сооружений.

Buildings and structures undergo various stresses during operation due to various factors, resulting in deformations that can be expressed in the appearance and development of cracks in the structure. Inspecting buildings and monitoring cracks is the basis for deciding on safety measures. The application of modern photogrammetric methods in combination with computer vision algorithms has the following advantages: the possibility of high level of accuracy and reliability, automation of image contours extraction and crack opening width measurement, cost-effectiveness. This paper demonstrates the development of a method for the extraction and measurement of cracks through the application of the Gabor filter. The theoretical apparatus of the filter and influence of various factors on its performance are considered, a software solution based on the generated method is developed and tested on real objects. The developed method can further be the basis for software that automates the process of detecting and measuring cracks in orthophotomaps and other images to optimize the mapping of cracks in the mapping of defects in buildings and structures.