新奥法隧道施工中,变形监测工作非常重要。它是确保工程安全和开挖效率的重要因素,同时也是隧道设计优化的重要参考指标。对隧道变形量测的传统方法大多是基于全站仪,水准仪,收敛计等设备,此种方式有着速度慢,与施工干扰较大,量测点数有限,量测质量不稳定等缺点。近年来,摄影测量技术越来越受到人们的关注。此方法设备简单,工作时不用接触测点,数据获取迅速,自动化程度高。鉴于传统的隧道变形量测方法难以满足要求,本文在总结前人研究成果的基础上将摄影测量技术引入隧道监测,研究基于非量测相机,在不设像控点的情况下,进行变形测量的可行性。开发了一套施工隧道的变形量测系统,以提高隧道监控量测的速度,降低工程造价,确保隧道施工的效率与安全性。本文主要进行了以下几个方面的研究工作:(1)将红外摄影技术引入隧道监测,以解决施工中的隧道粉尘严重的问题,获得清晰的照片,并针对非量测相机镜头畸变较大的缺陷,研究了相机的快速标定方法,以利于现场应用。(2)在计算机图形学基础上提出了对数码照片预处理的基本流程和一种简易的同名点匹配方法以适应隧道观测工作的实际情况。研究了在没有固定的物方控制点的情况下,物方坐标的精确计算方法和变形量的精确量测,以适应施工中的隧道不存在稳定测量基点的现实。并基于自由网平差理论,实现不同期观测坐标基准的统一,为摄影测量在隧道监测工作中的推广打下基础。(3)对文中提到的各种功能编制程序予以实现。并将其于施工现场进行试验,证明摄影测量应用于隧道变形监测是可行的。