[发明专利]雪崩的遥感量化勘察方法

说明书

技术领域

本发明涉及自然灾害与山地灾害的空间信息的自动获取与量化分析技术领域，具体为利用高分辨率遥感卫星立体图像、机载激光雷达(LIDAR)扫描数据等地球空间信息进行雪崩灾害的信息自动提取与量化分析，并应用于工程方案的选址及方案比选、优化的方法。

背景技术

雪崩是大量积雪沿着沟槽或山坡突然向下迅速滑动和崩塌的一种自然现象，是高山积雪地区的一种严重的自然灾害。雪崩灾害具有发生突然、速度快、破坏力大等特点，往往给人类社会带来严重的影响和损失。为了减少雪崩灾害对工程的危害，在对工程进行勘察设计时，非常有必要对积雪高山地区的工程建设方案进行雪崩灾害的专项调查，使工程方案免受雪崩灾害的影响，对于工程方案无法绕避的雪崩灾害提出可行的防治措施。

传统的雪崩灾害调查主要依靠野外踏勘完成。由于雪崩灾害主要发生于人迹难至且积雪严重的高山地区，地形地貌十分复杂，气候条件、交通条件、工作条件、生存条件均极度恶劣，现场调查工作不仅难以开展，并且要冒着极大的生命危险，导致雪崩灾害状况根本无法全面调查清楚。

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经验判别相结合的人机交互解译并辅以实地验证的雪崩遥感解译方法。但这种方法过分依赖于解译者的知识水平和经验积累，采用的遥感数据源多为单一时期的中、低分辨率卫星图像，只能对大型雪崩灾害进行简单的遥感识别与定性分析，缺乏对工程建设更关心的雪崩灾害的孕灾环境、规模、危害程度等定量化的分析，无法满足工程建设的需要。

发明内容

本发明的目的是，针对现有的雪崩灾害勘察技术与方法中存在的缺陷或不足，提供一种新的基于现代地球空间信息技术的雪崩灾害遥感量化勘察方法，并用于工程方案的选址及方案的比选、优化。该发明能实现雪崩灾害的识别、信息自动提取与量化分析，对雪崩灾害的稳定性、危险性以及雪崩对工程方案的危害程度进行评估，实现基于雪崩灾害的工程选址，科学、合理地确定工程方案。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术措施：

一种雪崩灾害的遥感量化勘察及雪崩对工程方案影响的评估方法。其特征在于：基于勘察区域多时相的高分辨率卫星遥感影像或机载激光雷达(LIDAR)扫描数据进行雪崩灾害的遥感识别，并建立勘察区域内的高密度、高精度DEM，利用多时相的遥感影像和多时相DEM数据对区域内的雪崩灾害因子进行自动提取与量化分析，构建勘察区域的雪崩灾害预测模型，进行雪崩灾害的稳定性、危险性评估，从而进行工程方案选址与工程方案比选、优化。

本技术方法包含下列步骤：

1)多时相高分辨率卫星遥感影像或机载三维激光雷达(以下简称机载LIDAR)扫描数据的获取，即采集感兴趣目标区(AOI)的两个时期以上的遥感数据。

2)基于立体卫星图像的有理函数传感器模型(RPC)参数或机载LIDAR的姿态、位置参数，无需或只需极少量地面控制，恢复立体影像的空间模型。

3)基于高分辨率遥感立体影像，对勘察区域的雪崩灾害进行遥感勘察识别与雪崩类型划分，并进行地质、植被、人类经济活动因子的提取。

4)对每一时相的高分辨率卫星影像或机载LIDAR数据，分别建立能用于雪崩量化分析的高密度、高精度数字地面模型(以下简称高密度、高精度DEM)，并生成高分辨率数字正射影像(DOM)。

5)基于建立的高密度、高精度DEM，计算机自动提取雪崩的几何参数、地形地貌特征、积雪条件因子，数据精度应满足孕灾环境、危险性分析、工程方案安全评估的要求。

6)基于雪崩灾害因子的定性、定量分析，兼顾水文、气象及雪崩发生频度因子信息，构建勘察区域的雪崩灾害预测模型，进行雪崩灾害的稳定性与危险性评估。

7)根据雪崩灾害遥感量化勘察成果，进行工程方案的选址及最优的工程方案设计。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

第一，采用多时相的高分辨率遥感信息，识别出的雪崩灾害精确度更高，并能查清雪崩灾害的发生规律与发展趋势。

第二，采用多时相高密度、高精度DEM数据，实现了雪崩灾害因子的自动提取与量化分析，及雪崩灾害的稳定性、危险性及危害性评估。

第三，采用雪崩灾害的遥感立体识别，更符合人们的视觉习惯，能更好地完成雪崩灾害的遥感勘察与信息采集工作。

第四，基于雪崩的遥感定性与定量分析的灾害地质工程选址、优化、比选，使工程方案更加科学、合理，避免了山地灾害对工程影响，起到了减灾防灾的作用，产生了显著的经济、社会、环境效益。