多元信息融合的交通干線地質(zhì)災(zāi)害快速應(yīng)急與監(jiān)測技術(shù)研究

1. 西安科技大學(xué)測繪學(xué)院, 陜西 西安 710054;
2. 長安大學(xué)測繪與空間信息研究所, 陜西 西安 710054

收稿日期：2017-04-14

第一作者簡介：武繼峰(1989-), 男, 2016年6月畢業(yè)于長安大學(xué), 獲工學(xué)博士學(xué)位(指導(dǎo)教師:魏子卿院士、楊志強教授), 研究方向為空間大地測量形變監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理. E-mail:wjf@chd.edu.cn

Study on Multiple Information Fusion of Highway Geological Disaster Emergency and Rapid Monitoring

隨著我國高速公路、鐵路等交通干線飛速迅猛發(fā)展，沿線地質(zhì)災(zāi)害的危害也日益突顯出來，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生嚴重制約了國民經(jīng)濟建設(shè)及社會發(fā)展。通過開展地質(zhì)災(zāi)害研究，解釋災(zāi)害發(fā)生機理、時空分布、活動規(guī)律及災(zāi)害間的相互關(guān)系，為科學(xué)預(yù)測預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害提供理論基礎(chǔ)；通過實施應(yīng)急監(jiān)測，快速獲取災(zāi)害信息，為抗災(zāi)救災(zāi)和應(yīng)急救援提供預(yù)警和決策支持；通過災(zāi)害跟蹤監(jiān)測，及時掌握災(zāi)害發(fā)展動態(tài)和發(fā)展趨勢，捕捉次生災(zāi)害等風險隱患，為災(zāi)害的發(fā)生提供預(yù)警預(yù)報。

本文以大地測量技術(shù)為出發(fā)點，探討多學(xué)科多領(lǐng)域前沿科技融合，集合地質(zhì)、地球物理、遙感、地理信息系統(tǒng)等科學(xué)，應(yīng)用低空攝影測量、機載激光雷達、高分辨率遙感等技術(shù)，以福建交通干線示范區(qū)為基礎(chǔ)，提出了一系列適用于交通干線特殊地質(zhì)條件的監(jiān)測手段與方法，為今后周期性巡查、評價、監(jiān)測及突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害快速應(yīng)急、安全排險等決策提供服務(wù)。本文主要內(nèi)容與成果包括：

(1) 研究并構(gòu)建了適合交通干線地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的低空攝影測量系統(tǒng)；通過對影像匹配關(guān)鍵技術(shù)進行研究，提出了一種基于Harris與Forstner算子輔助SIFT算法的影像匹配策略，成功獲取了交通干線地質(zhì)災(zāi)害示范區(qū)的高精度航空影像和規(guī)范的DOM、DEM等系列成果，為地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急巡查與監(jiān)測提供基礎(chǔ)影像資料庫。

(2) 分析研究了面向地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的機載LiDAR關(guān)鍵技術(shù)，提出了針對性的孤立點與簇群剔除算法進行點云數(shù)據(jù)粗差處理，研究了基于格網(wǎng)的逐漸加密算法進行數(shù)據(jù)濾波，利用標記點算法和分割分類算法分別用于地表建筑物和植被的提取，獲取了交通干線示范區(qū)高精度LiDAR點云數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的DEM等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，并研究開發(fā)了面向地質(zhì)災(zāi)害快速監(jiān)測的機載激光雷達探測與數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)。

(3) 通過系統(tǒng)研究地質(zhì)災(zāi)害遙感影像處理關(guān)鍵技術(shù)，針對滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的特征建立遙感解譯標志，研究了基于多層次分割與對象分類的面向?qū)ο蟮刭|(zhì)災(zāi)害遙感解譯體系，系統(tǒng)完成了示范區(qū)地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯，并研究了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育有關(guān)的地貌類型、斷裂構(gòu)造、地層巖性、水系坡度等地質(zhì)環(huán)境條件，分析對比研究基于多時相遙感信息的地質(zhì)災(zāi)害提取方法，為地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域評價提供基礎(chǔ)，為災(zāi)害發(fā)育成因及防治對策提供依據(jù)。

(4) 通過對基于多源信息融合的交通干線示范區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，完成了示范區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計，研究區(qū)劃了總體分布特征，系統(tǒng)分析了致災(zāi)因素，并提出相應(yīng)的防治對策，對示范區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性進行綜合分區(qū)評價，為今后的災(zāi)害防御治理提供支持。

(5) 通過系統(tǒng)分析交通干線地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)的功能與組織結(jié)構(gòu)，探究了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的開發(fā)與管理，分析了建庫的目的、數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)類型、技術(shù)指標，作出了詳細的規(guī)劃，并提出了可視化分析處理；構(gòu)建了地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急測繪信息服務(wù)的專題數(shù)據(jù)庫設(shè)計和信息共享發(fā)布系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的信息管理平臺。

【引文格式】武繼峰。多元信息融合的交通干線地質(zhì)災(zāi)害快速應(yīng)急與監(jiān)測技術(shù)研究[J]. 測繪學(xué)報，2017，46(8)：1070-1070. DOI: 10.11947/j.AGCS.2017.20170190

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