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(cè)技術(shù)研究

武繼峰

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

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(cè)技術(shù)研究

武繼峰1,2

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

隨著我國(guó)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(lái)，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生嚴(yán)重制約了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及社會(huì)發(fā)展。通過(guò)開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害研究，解釋災(zāi)害發(fā)生機(jī)理、時(shí)空分布、活動(dòng)規(guī)律及災(zāi)害間的相互關(guān)系，為科學(xué)預(yù)測(cè)預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害提供理論基礎(chǔ)；通過(guò)實(shí)施應(yīng)急監(jiān)測(cè)，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(guò)災(zāi)害跟蹤監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握災(zāi)害發(fā)展動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，捕捉次生災(zāi)害等風(fēng)險(xiǎn)隱患，為災(zāi)害的發(fā)生提供預(yù)警預(yù)報(bào)。

本文以大地測(cè)量技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，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(cè)量、機(jī)載激光雷達(dá)、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(cè)手段與方法，為今后周期性巡查、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)及突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害快速應(yīng)急、安全排險(xiǎn)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(cè)的低空攝影測(cè)量系統(tǒng)；通過(guò)對(duì)影像匹配關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)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(cè)提供基礎(chǔ)影像資料庫(kù)。

(2) 分析研究了面向地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的機(jī)載LiDAR關(guān)鍵技術(shù)，提出了針對(duì)性的孤立點(diǎn)與簇群剔除算法進(jìn)行點(diǎn)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(jìn)行數(shù)據(jù)濾波，利用標(biāo)記點(diǎn)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(diǎn)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(kāi)發(fā)了面向地質(zhì)災(zāi)害快速監(jiān)測(cè)的機(jī)載激光雷達(dá)探測(cè)與數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)。

(3) 通過(guò)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(duì)滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的特征建立遙感解譯標(biāo)志，研究了基于多層次分割與對(duì)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(duì)比研究基于多時(shí)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(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)，為災(zāi)害發(fā)育成因及防治對(duì)策提供依據(jù)。

(4) 通過(guò)對(duì)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(jì)，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(duì)策，對(duì)示范區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行綜合分區(qū)評(píng)價(jià)，為今后的災(zāi)害防御治理提供支持。

(5) 通過(guò)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(kù)的開(kāi)發(fā)與管理，分析了建庫(kù)的目的、數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)類型、技術(shù)指標(biāo)，作出了詳細(xì)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(cè)繪信息服務(wù)的專題數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和信息共享發(fā)布系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的信息管理平臺(tái)。

E-mail： wjf@chd.edu.cn

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

WU Jifeng1,2

1. College of Geomatics, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China; 2. Institute of Geomatics and Spatial Information, Chang’an University, Xi’an 710054, China

his doctoral degree from Chang’an University on June 2016，majors in space geodetic deformation monitoring and data processing.

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(cè)技術(shù)研究[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2017,46(8)：1070.

10.11947/j.AGCS.2017.20170190. WU Jifeng.Study on Multiple Information Fusion of Highway Geological Disaster Emergency and Rapid Monitoring[J]. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica,2017,46(8):1070. DOI:10.11947/j.AGCS.2017.20170190.

P228

D

1001-1595(2017)08-1070-01

2017-04-14

武繼峰(1989—)，男，2016年6月畢業(yè)于長(zhǎng)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(qiáng)教授)，研究方向?yàn)榭臻g大地測(cè)量形變監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理。