土石堆积体拦挡设施形变监测方法及装置与流程

本发明涉及拦挡设施监测，具体涉及一种土石堆积体拦挡设施形变监测方法及装置。

背景技术：

1、弃渣场是生产建设项目在施工期和生产运行期产生的大量弃土、弃石等固体废弃物的专门堆放场地，是一种高势能的人为水土流失源。在我国水电工程开发中，弃渣场多为特大型土石堆积体，其拦挡设施形变监测是弃渣场安全评价的基础和重要组成，现阶段拦挡设施形变监测多是在重点部位布设分散、不连续的单个监测点，利用全站仪、全球导航卫星系统等测量手段按以点代面、以局部代替整体的方法采集离散点形变信息进行数据处理，这种方式难免会遗漏一些重大的安全隐患。

2、合成孔径雷达干涉测量技术(insar)的发展使得对拦挡设施形变进行实时大范围、高精度、全天候、全天时监测成为可能，而星载insar受天气等因素影响较大，容易受时间和空间失相干影响。永久散射体(ps)雷达干涉技术的出现，可以克服传统insar的不足，监测到长时间序列面状的缓慢形变，但尚未应用到特大型土石堆积体拦挡设施形变监测中，永久散射体雷达干涉技术流程中的算法也亟待完善。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种土石堆积体拦挡设施形变监测方法及装置，能够对特大型土石堆积体拦挡设施进行有效形变监测，以避免出现安全问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种土石堆积体拦挡设施形变监测方法，其中，该方法包括：获取待监测的拦挡设施对应的多幅卫星影像；多幅卫星影像为在多个时刻对拦挡设施采集到的影像；从多幅卫星影像中提取对应于拦挡设施的累计形变点；对累计形变点进行地理编码，根据地理编码，确定拦挡设施对应的累计形变序列；基于累计形变序列对拦挡设施的形变进行评价。

3、结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，从多幅卫星影像中提取对应于拦挡设施的累计形变点的步骤，包括：将卫星影像分为主影像和多个从影像，并确定每个从影像分别对应于主影像的干涉图；按照预设的选取规则，从多幅卫星影像中选取满足选取规则的多个控制点；根据多个控制点和对应于从影像的多个干涉图，得到包含控制点的差分干涉相位集；基于差分干涉相位集，确定对应于拦挡设施的累计形变点。

4、结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，将卫星影像分为主影像和多个从影像，并确定每个从影像分别对应于主影像的干涉图的步骤，包括：根据预先建立的函数模型，从多幅卫星影像中选择一幅目标影像作为主影像，并将其余的卫星影像分别确定为从影像；其中，预先建立的函数模型根据多幅卫星影像对应的时间基线、空间基线和多普勒基线建立；利用esd方法，将每个从影像分别与主影像进行配准，生成从影像对应于主影像的几何关系；基于几何关系，得到对应的多幅差分干涉图；对差分干涉图去地形相位和平地相位处理，生成基于时间序列的干涉相位；根据干涉相位，得到每个从影像分别对应于主影像的干涉图。

5、结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，按照预设的选取规则，从多幅卫星影像中选取满足选取规则的多个控制点的步骤，包括：利用相干系数算法，从多幅卫星影像中选取多个第一控制点；利用相位稳定性算法，从多幅卫星影像中选取多个第二控制点；根据相干系数算法和相位稳定性算法分别对应的权重，从多个第一控制点和多个第二控制点中选择多个控制点。

6、结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，累计形变点对应于雷达坐标系；对累计形变点进行地理编码，根据地理编码，确定拦挡设施对应的累计形变序列的步骤，包括：将累计形变点对应的雷达坐标系转换为地理坐标系；利用dem数据对累计形变点进行地理编码，并根据地理编码，得到地理坐标系对应的地理编码图像；基于地理编码图像中累计形变点的地理编码的坐标变化，确定对应的累计形变量；根据累计形变量，提取得到拦挡设施对应的累计形变序列。

7、结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，方法还包括：根据拦挡设施的范围裁剪卫星影像，以及，对卫星影像进行修正处理和定标处理。

8、结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，对卫星影像进行修正处理的步骤，包括：获取预先获取的精轨pod数据；根据精轨pod数据修正卫星影像中的轨道信息。

9、结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，累计形变点包括差分相位；方法还包括：对累计形变点进行滤波处理；滤波处理的步骤，包括：通过预设的滤波方法，对累计形变点对应的差分相位进行分离；差分相位中包含形变相位、噪声相位、地形相位以及大气延迟相位；基于delauany三角化方法构建三角剖分网络，对差分相位中的大气延迟相位进行消除；通过多分辨率分析对形变相位、噪声相位和地形相位进行滤除。

10、结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，累计形变点包括从多幅卫星影像中选取的多个控制点；方法还包括：对累计形变点进行相位解缠处理；相位解缠处理的步骤，包括：对选取的多个控制点进行布网，形成控制点网络；利用预设的搜索算法，对控制点网络中的控制点进行相位解缠，得到每个控制点的绝对形变速率和dem修正量；根据绝对形变速率和dem修正量，确定累计形变点对应的形变相位和高程残留相位。

11、第二方面，本发明实施例还提供一种土石堆积体拦挡设施形变监测装置，其中，该装置包括：影像获取模块，用于获取待监测的拦挡设施对应的多幅卫星影像；多幅卫星影像为在多个时刻对拦挡设施采集到的影像；影像处理模块，用于从多幅卫星影像中提取对应于拦挡设施的累计形变点；执行模块，用于对累计形变点进行地理编码，根据地理编码，确定拦挡设施对应的累计形变序列；输出模块，用于基于累计形变序列对拦挡设施的形变进行评价。

12、本发明实施例带来了以下有益效果：本发明提供的一种土石堆积体拦挡设施形变监测方法及装置，通过获取待监测的拦挡设施对应的多幅卫星影像；多幅卫星影像为在多个时刻对拦挡设施采集到的影像；从多幅卫星影像中提取对应于拦挡设施的累计形变点；对累计形变点进行地理编码，根据地理编码，确定拦挡设施对应的累计形变序列；基于累计形变序列对拦挡设施的形变进行评价。其中，卫星影像可以进行大范围场景的监测，基于此，再确定对应对累计形变点，可以对特大型土石堆积体拦挡设施进行有效形变监测，以避免出现安全问题。

13、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种土石堆积体拦挡设施形变监测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从多幅所述卫星影像中提取对应于所述拦挡设施的累计形变点的步骤，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述卫星影像分为主影像和多个从影像，并确定每个所述从影像分别对应于所述主影像的干涉图的步骤，包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照预设的选取规则，从多幅所述卫星影像中选取满足所述选取规则的多个控制点的步骤，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述累计形变点对应于雷达坐标系；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述卫星影像进行修正处理的步骤，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述累计形变点包括差分相位；所述方法还包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述累计形变点包括从多幅所述卫星影像中选取的多个控制点；

10.一种土石堆积体拦挡设施形变监测装置，其特征在于，所述装置包括：

技术总结
本发明提供了一种土石堆积体拦挡设施形变监测方法及装置，涉及拦挡设施监测技术领域，包括：获取待监测的拦挡设施对应的多幅卫星影像；多幅卫星影像为在多个时刻对拦挡设施采集到的影像；从多幅卫星影像中提取对应于拦挡设施的累计形变点；对累计形变点进行地理编码，根据地理编码，确定拦挡设施对应的累计形变序列；基于累计形变序列对拦挡设施的形变进行评价。其中，卫星影像可以进行大范围场景的监测，多幅卫星影像为在多个时刻对拦挡设施采集到的影像，基于此，确定的累计形变点可以捕捉拦挡设施的形变细节，从而确定拦挡设施的形变情况，进而能够对特大型土石堆积体拦挡设施进行有效形变监测，以避免出现安全问题。

技术研发人员：陈妮,牛振华,费日朋,李陆平,李彩霞,王静
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16