专利名称：一种基于三维地质遥感判释技术的滑坡体体积参数量测方法
技术领域：
本发明涉及地质勘察技术，特别是涉及利用三维地质遥感判释技术的滑坡体体积参数测量方法。
背景技术：
滑坡是地质灾害的主要灾种，在我国山地丘陵地区广泛发育。滑坡灾害给人民生命财产和国民经济建设带来了严重的�：�。随着人类活动的日益频繁，滑坡灾害对铁路、公路、矿山、水利、厂房等工程建设带来的�：θ找婕泳�。所以，准确量测滑坡体体积参数已成为许多工程开展前的必需工作。近些年，随着遥感探测技术的发展，出现了基于遥感图像信息处理和目视解译相结合的二维遥感判释方法，用于对滑坡灾害的勘察。但是，这种方法很大程度上依赖判释者的知识水平和判释经验，采用的遥感数据源多为中低分辨率的卫星影像，只能对大型滑坡进行简单的判释和定性分析，很难对滑坡规模、内部组成及�：Τ潭冉卸糠治觯薹坎饣绿逄寤问苣汛锏焦こ探ㄉ韬驮趾χ卫淼囊�。
发明内容
针对现有遥感探测技术进行滑坡灾害勘察中存在的问题，本发明推出一种新的基于三维遥感判释技术的滑坡灾害定量勘察方法，其目的在于，利用滑坡区高分辨率遥感影像和数字高程数据，构建三维遥感判释主题，进行滑坡识别、周界划分和滑坡体表面数字高程模型提�。绿灞砻媸指叱棠Ｐ秃突资指叱棠Ｐ徒械乩硇畔⑾低�(GIS)空间分析，获取准确滑坡体体积参数，用于工程方案的比选、优化和滑坡灾害防治。本发明涉及的一种基于三维地质遥感判释技术的滑坡体体积参数量测方法，技术步骤包括获取滑坡区遥感影像及数字高程数据，构建三维遥感判释主题及划定滑坡周界， 提取滑坡体表面数字高程模型，获取滑坡工程勘察资料，布设物探剖面和钻探校正孔，构建滑坡体基底数字高程模型，获取准确滑坡体体积参数。( 1)获取滑坡区遥感影像及数字高程数据
获取滑坡区成像时间较近、成像分辨率优于Im的遥感影像数据和数字高程数据。(2)构建三维遥感判释主题及划定滑坡周界
对获取的遥感影像进行处理，利用获取的数字高程数据建立数字高程模型，对数字高程模型和处理后的遥感影像进行融合处理，构建三维遥感判释主题，建立滑坡判释标志，划定滑坡周界。(3)提取滑坡体表面数字高程模型
以划定的滑坡周界为模板，对数字高程模型进行裁剪，提取滑坡体表面数字高程模型。(4)获取滑坡工程勘察资料
对滑坡体进行工程勘察，获取滑坡体的工程勘察资料。工程勘察资料包括滑坡主轴断面资料、主轴纵断面资料。大型复杂滑坡还包括滑坡条块、级、层的划分资料。(5)布设物探剖面和钻探校正孔
以滑坡主轴断面为中心向其两侧平行位置及垂直主轴断面位置，布设物探勘察剖面， 在物探勘察剖面交点处布设钻探校正孔。利用钻探结果对物探勘察剖面数据进行校正，得到滑坡体厚度剖面数据。(6)构建滑坡体基底数字高程模型
根据得到的滑坡体厚度剖面数据，结合滑坡体表面数字高程模型，通过差值计算获取滑坡体基底高程数据。以获得的滑坡周界为边界，对滑坡体基底高程数据进行插值计算，构建滑坡体基底数字高程模型。(7)获取准确滑坡体体积参数
将滑坡体表面数字高程模型和基底数字高程模型发送到GIS平台进行空间计算，获取准确滑坡体体积参数。本发明可对滑坡体体积参数进行准确量测，宏观全面，受外界因素影响�。煽啃愿撸晌轮卫砗推兰厶峁┳既返目蒲б谰荩谠贾卫沓杀竞头婪斗缦�。
图1为本发明所述的基于三维地质遥感判释技术的滑坡体体积参数量测方法的流程图。
具体实施例方式结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。如图1所示，本发明所述的基于三维地质遥感判释技术的滑坡体体积参数量测方法，技术步骤包括获取滑坡区遥感影像及数字高程数据，构建三维遥感判释主题及划定滑坡周界，提取滑坡体表面数字高程模型，获取滑坡工程勘察资料，布设物探剖面和钻探校正孔，构建滑坡体基底数字高程模型，获取准确滑坡体体积参数。( 1)获取滑坡区遥感影像及数字高程数据
获取滑坡区成像时间较近、成像分辨率优于Im的遥感影像数据，如分辨率为Im的 IKONOS卫星影像、分辨率为0. 47m的WorldView卫星影像以及分辨率更高的数码航摄影像。 高分辨率遥感影像应带有有理函数传感器模型(RPC)参数。数字高程数据主要有大比例尺地形图上等高线数据、高分辨率卫星影像立体像对数据、机载激光雷达(LIDAR)获取的高程数据。LIDAR数据应带有全球定位(GPS)、惯性测量单元(IMU)等姿态定位参数。(2)构建三维遥感判释主题及划定滑坡周界
对获取的遥感影像进行处理，利用获取的数字高程数据建立数字高程模型，对数字高程模型和处理后的遥感影像进行融合处理，构建三维遥感判释主题，建立滑坡判释标志、划定滑坡周界。①遥感影像处理
利用遥感图像处理软件进行遥感影像的辐射校正、波段组合、几何精校正和分辨率融合处理。②数字高程模型的建立数字高程模型是构建三维遥感判释主题的重要基础。数字高程模型建立途径主要有以下几种一是通过大比例尺地形图上等高线数据建立数字高程模型；二是利用高分辨率卫星影像立体像对提取的高程数据建立数字高程模型；三是利用LIDAR获取的高程数据建立数字高程模型。通过大比例尺地形图上等高线数据建立数字高程模型，其数据处理包括矢量化等高线数据和将矢量化结果进行空间插值运算，一般的GIS软件都可实现此操作。利用高分辨率卫星影像立体像对提取的高程数据建立数字高程模型，其数据处理包括图像裁剪、斑点压缩、图像配准，利用遥感图像处理软件完成数据处理。利用LIDAR获取的高程数据建立数字高程模型，其数据处理包括GPS/IMU联合平差计算、点云滤波、坐标转换处理，利用雷达数据处理软件完成数据处理。③对数字高程模型和处理后的遥感影像进行融合处理，构建三维遥感判释主题。 该操作可在遥感图像处理软件中完成。④建立滑坡判释标志、划定滑坡周界
依据滑坡的色调、形态判释标志，结合滑坡的地形特征，判释出滑坡壁边界、滑坡两侧边界及滑坡舌前缘边界，将这些特征边界连接形成滑坡周界。(3)提取滑坡体表面数字高程模型
根据获取的滑坡周界对数字高程模型进行裁剪，获取滑坡体表面数字高程模型。利用遥感图像处理软件，将矢量的滑坡周界数据栅格化，以栅格化滑坡周界为模板对数字高程模型进行掩膜处理，得到滑坡体表面数字高程模型。(4)获取滑坡工程勘察资料
对滑坡体进行工程勘察，获取滑坡体的工程勘察资料。工程勘察资料包括主轴断面位置图、主轴纵断面图。大型复杂滑坡还包括滑坡条块划分图，分级分层图。(5)布设物探剖面和钻探校正孔
以滑坡主轴断面为中心向其两侧平行位置及垂直主轴断面位置，布设物探勘察剖面， 在物探勘察剖面交点处布设钻探校正孔。物探勘察手段为高密度电法。以滑坡主轴断面为中心，向其两侧平行布设高密度电法勘察剖面，滑动面平坦地区剖面间隔5 10m，其他地区间隔3 5m，垂直与滑坡主轴断面方向以同样间隔布设高密度电法勘察剖面。每条剖面上，高密度电法电极布设间距为1 an。在高密度电法纵横剖面交点处布设钻探校正孔，纵横剖面交点处也是高密度电法电极的布设点。以钻探结果为基准，采用高密度电法勘察数据与钻探结果之间的差值为校正值， 同一剖面上以所述校正值的平均值为校正参数，对该剖面高密度电法勘察数据进行校正。 以此方法校正所有高密度电法勘察剖面数据，得到滑坡体厚度剖面数据。(6)构建滑坡体基底数字高程模型
根据得到的滑坡体厚度剖面数据，结合滑坡体表面数字高程模型，通过差值计算获取滑坡体基底高程数据。以划定的滑坡周界为边界，对滑坡体基底高程数据进行插值计算，构建滑坡体基底数字高程模型。
①获取滑坡体基底高程数据
滑坡基底高程可通过同一坐标位置的滑坡体表面高程数据(滑坡体表面数字高程模型中提取)和滑坡体厚度剖面数据的差值计算得到，具体关系见公式如下其中 为滑坡体基底高程，为滑坡体表面高程，―为滑坡体厚度剖面数据。滑坡周
界处滑坡厚度数据设置为零。②构建滑坡体基底数字高程模型
对上述得到的滑坡体基底高程数据发送到GIS平台，以滑坡周界为边界，利用插值计算构建滑坡体基底数字高程模型。( 7 )获取准确滑坡体体积参数
将滑坡体表面数字高程模型和基底数字高程模型发送到GIS平台空间分析�？椋ü占涮钔诜郊扑悖袢∽既坊绿寤问�。
权利要求
1.一种基于三维地质遥感判释技术的滑坡体体积参数量测方法，其特征在于，技术步骤包括(1)获取滑坡区遥感影像及数字高程数据获取滑坡区成像时间较近、成像分辨率优于Irn的遥感影像数据和数字高程数据；(2)构建三维遥感判释主题及划定滑坡周界对获取的遥感影像进行处理，利用获取的数字高程数据建立数字高程模型，对数字高程模型和处理后的遥感影像进行融合处理，构建三维遥感判释主题，建立滑坡判释标志，划定滑坡周界；(3)提取滑坡体表面数字高程模型以所述提取的滑坡周界为模板，对数字高程模型进行裁剪，提取滑坡体表面数字高程模型；(4)获取滑坡工程勘察资料对滑坡体进行工程勘察，获取滑坡体的工程勘察资料，工程勘察资料包括滑坡主轴断面资料、主轴纵断面资料，大型复杂滑坡还包括滑坡条块、级、层的划分资料；(5)布设物探剖面和钻探校正孔以滑坡主轴断面为中心向其两侧平行位置及垂直主轴断面位置，布设物探勘察剖面， 在物探勘察剖面交点处布设钻探校正孔，利用钻探结果对物探勘察剖面数据进行校正，得到滑坡体厚度剖面数据；(6)构建滑坡体基底数字高程模型根据获得到的滑坡体厚度剖面数据，结合滑坡体表面数字高程模型，通过差值计算获取滑坡体基底高程数据；以获得的滑坡周界为边界，对获取的滑坡体基底高程数据进行插值运算，构建滑坡体基底数字高程模型；(7)获取准确滑坡体体积参数将获取的滑坡体表面数字高程模型和基底数字高程模型，发送给地理信息系统进行空间运算，获取准确滑坡体体积参数。
2.根据权利要求1所述一种基于三维地质遥感判释技术的滑坡体体积参数量测方法， 其特征在于，所述获取的数字高程数据包括大比例尺地形图上等高线数据、高分辨率卫星影像立体像对数据、机载激光雷达获取的高程数据。
3.根据权利要求1所述一种基于三维地质遥感判释技术的滑坡体体积参数量测方法， 其特征在于，所述划定滑坡周界包括在三维遥感判释场景中，依据滑坡的色调、形态判释标志 结合滑坡的地形特征判释出滑坡壁边界、滑坡两侧边界及滑坡舌前缘边界，将这些特征边界连接形成滑坡周界。
4.根据权利要求1所述一种基于三维地质遥感判释技术的滑坡体体积参数量测方法， 其特征在于所述布设物探勘察剖面利用高密度电法，以滑坡主轴断面为中心，向其两侧平行布设高密度电法勘察剖面，滑动面平坦地区剖面间隔5 10m，其他地区间隔3 5m，垂直与滑坡主轴断面方向以同样间隔布设高密度电法勘察剖面；每条剖面上，高密度电法电极
5.根据权利要求1所述一种基于三维地质遥感判释技术的滑坡体体积参数量测方法，其特征在于所述获取准确滑坡体体积参数方法，将滑坡体表面数字高程模型和基底数字高程模型发送到GIS平台空间分析�？椋ü占涮钔诜郊扑悖袢∽既坊绿寤问�。
全文摘要
一种基于三维地质遥感判释技术的滑坡体体积参数量测方法，其特征在于技术步骤包括获取滑坡区高分辨率遥感影像及数字高程数据；构建三维遥感判释主题，划定滑坡周界；以滑坡周界为模板，提取滑坡体表面数字高程模型；获取滑坡工程勘察资料；布设高密度电法勘察剖面和钻探校正孔，利用钻探结果校正高密度电法勘察剖面数据，得到滑坡体厚度剖面数据；利用滑坡体厚度剖面数据，结合滑坡体表面数字高程模型，通过差值计算得到滑坡体基底高程数据；对滑坡体基底高程数据进行插值运算，构建滑坡体基底数字高程模型；将提取的滑坡体表面数字高程模型与基底数字高程模型进行地理信息系统空间分析，获取准确的滑坡体体积参数。
文档编号G01V8/02GK102426395SQ20111035634
公开日2012年4月25日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者乔平, 刘桂卫, 张戎垦, 李国和, 韩祖杰 申请人:铁道第三勘察设计院集团有限公司
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