[发明专利]地表形变的监测方法和装置及数据处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及勘测领域，具体而言，涉及一种地表形变的监测方法和装置及数据处理设备。

背景技术

矿产资源的过度开采容易破坏矿区地下地质结构，引发地表塌陷、滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面沉降和地面积水等事故，甚至导致矿区透水事故，造成严重的安全隐患甚至人员伤亡。通过对矿区长期、动态的沉降监测，对矿区沉降规律进行分析，可及时掌握矿区地质环境的破坏程度，从而针对实际情况制定相应的应急处理方案。同时，矿区的地表形变数据信息可为矿区的规划、治理和发展提供数据支撑，有利于促进矿山地质灾害环境的一体化管理。因此，矿区沉降监测是矿区开采和可持续发展的重要组成部分，对预防潜在地质灾害具有重要意义。

目前，针对矿区地表形变监测的主要手段有传统的水准测量、全球定位系统(Global Position System，简称GPS)测量和电子测距测量等，这几种监测方法空间分辨率低、不适合用于对矿区进行快速、准确、大范围的监测；而且需要大量的人力、物力的支持，需要测量人员进入监测区域内进行野外作业，不仅监测难度大、效率低下，而且还存在安全隐患；台站分布和观测周期受到地形和气候等环境因素的影响大，监测不精确。

针对现有技术中对矿区沉降监测成本高而且监测精度低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种地表形变的监测方法和装置及数据处理设备，以至少解决现有技术中对矿区沉降监测成本高而且监测精度低问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种地表形变的监测方法。

根据本发明的地表形变的监测方法包括：获取目标区域的卫星雷达影像；获取目标区域的卫星雷达影像的像素；对像素进行复数运算以得到目标区域的干涉图；以及获取干涉图中的地表形变数据。

进一步地，获取目标区域的卫星雷达影像包括：获取目标区域的多幅不同的卫星雷达影像，获取目标区域的卫星雷达影像的像素包括：获取目标区域的多幅不同的卫星雷达影像的像素。

进一步地，在获取目标区域的多幅卫星雷达影像之后和获取目标区域的多幅卫星雷达影像的像素之前，上述方法还包括：获取多幅卫星雷达影像中的坐标数据；计算获取的多幅卫星雷达影像中的坐标数据之间的偏移量；以及利用偏移量配准获取的多幅卫星雷达影像，获取目标区域的卫星雷达影像的像素包括：获取目标区域的配准后的多幅卫星雷达影像的像素。

进一步地，对像素进行复数运算以得到目标区域的干涉图包括：通过像素获取多幅卫星雷达影像的相位差；以及对相位差进行灰度化计算以获取干涉图。

进一步地，获取干涉图中的地表形变数据包括：去除干涉图中的地形相位、平地相位和相位噪声以获取地表形变数据。

进一步地，去除干涉图中的地形相位、平地相位和相位噪声以获取地表形变数据包括：利用二轨法或三轨法去除地形相位；利用基于地理定位的去平地效应方法去除平地相位；以及通过矢量滤波方法去除相位噪声。

进一步地，在获取目标区域的卫星雷达影像之后以及在获取目标区域的卫星雷达影像的像素之前，上述方法还包括：获取基础数据资料，其中，基础数据资料为与目标区域地形相关的数据；结合基础数据资料对卫星雷达影像进行纠正处理以获取正射卫星雷达影像，获取目标区域的卫星雷达影像的像素包括：获取目标区域的正射卫星雷达影像的像素。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种地表形变的监测装置，该装置用于执行本发明提供的任意一种地表形变的监测方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种地表形变的监测装置。该监测装置包括：第一获取单元，用于获取目标区域的卫星雷达影像；第二获取单元，用于获取目标区域的卫星雷达影像的像素；第一计算单元，用于对像素进行复数运算以得到目标区域的干涉图；以及第三获取单元，用于获取干涉图中的地表形变数据。

进一步地，第一获取单元还用于获取目标区域的多幅不同的卫星雷达影像，第二获取单元还用于获取目标区域的多幅不同的卫星雷达影像的像素。

进一步地，上述装置还包括：第四获取单元，用于获取多幅卫星雷达影像中的坐标数据；第二计算单元，用于计算获取的多幅卫星雷达影像中的坐标数据之间的偏移量；以及第五获取单元，用于利用偏移量配准获取的多幅卫星雷达影像，第二获取单元还用于获取目标区域的配准后的多幅卫星雷达影像的像素。

进一步地，第一计算单元包括：获取子单元，用于通过像素获取多幅卫星雷达影像的相位差；以及计算子单元，用于对相位差进行灰度化计算以获取干涉图。