[发明专利]基于卫星和无人机遥感的路面沉陷检测方法及装置

说明书

本发明涉及道路病害检测技术领域，尤其涉及基于卫星和无人机遥感的路面沉陷检测方法及装置。该方法为获取待检测路段原始SAR影像数据；提取沉降速率信息；确定路面沉陷潜在发生位置；制定无人机搭载激光雷达的巡检方案复检；路面点云数据处理；路面沉陷情况进行判断。本发明创造性地提出了一种基于卫星和无人机遥感的路面沉陷检测装置与方法，根据沉降速率分布情况找出路面沉陷可能发生的潜在位置，在较大范围内实现路面沉陷的初步检测，充分利用InSAR技术的优势，减少人工野外作业；实现路面沉陷的快速检测，在检测方法上具有创新性，且检测效率较高。

技术领域

本发明涉及道路病害检测技术领域，尤其涉及基于卫星和无人机遥感的路面沉陷检测方法及装置。

背景技术

路面沉陷是指由于路基产生竖向变形而导致路面下沉的现象。行驶的车辆经过沉陷时产生较大冲击荷载，车辆出现“颠簸”现象，严重影响了道路的安全性和舒适性，降低了道路的使用性能和服务水平。路面沉陷如果不及时维护，沉陷面积会迅速发展，向下发展对基层甚至路基产生破坏。《公路技术状况评定标准》JTG5210-2018中将路面沉陷定义为大于10mm的路面局部下沉，为其快速化检测提供依据。对于路面沉陷的现有检测主要依靠人工，人工利用直尺或者水准测量效率低、危险系数较高，同时对于路面沉陷的判断容易受到主观因素的影响。

卫星搭载合成孔径雷达对地面目标进行拍摄，具有全天候、全天时的成像特点，在地理信息技术中发挥越来越重要的作用。合成孔径雷达干涉测量技术(InterferometricSynthetic Aperture Radar,InSAR)通过持续对地面同一目标区域进行观测，形成干涉测量的能力，可以得到每年度毫米级别的沉降数据。目前主流的时序InSAR分技术有基于永久散射体的合成孔径雷达干涉测量技术(PS-InSAR)以及小基线集合成孔径雷达干涉测量技术(SBAS-InSAR)，这两种技术可以用于监测线性交通工程、人工建筑等缓慢性质的线性和非线性地表形变。近年来，激光检测技术快速发展，无人机和激光类传感器结合在电力巡检、交通监控等方面具有重大的应用前景。同时，随着技术进步，激光传感器应用于道路检测领域也成为可能。无人机与激光雷达进行组合用于道路病害检测，可以发挥无人机飞行的高效性以及激光检测的精准性。路面快速化检测一般需要对整条公路完成检测后才能确定病害的类型以及发生的位置。单一利用无人机遥感存在检测范围较大导致检测周期长、效率低等问题，无人机遥感可以实现病害的精细化检测，但是不能实现长周期与大范围的检测。路面沉陷这一类病害具有一定的规律性，大都出现在沉降速率较快以及沉降速率突变的区域。利用InSAR的沉降监测结果找出沉陷可能发生的敏感位置，然后无人机搭载激光雷达对敏感位置进行复检，进而实现路面沉陷的快速、精准检测。现阶段对于InSAR技术和无人机遥感检测的研究是孤立的，没有将二者进行有效结合的实例。

发明内容

本发明针对上述问题提供了基于卫星和无人机遥感的路面沉陷检测方法及装置。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的基于卫星及无人机遥感的路面检测方法，

S1、获取待检测路段原始SAR影像数据；

S2：对步骤S1中的原始SAR影像数据进行处理，提取沉降速率信息；

S3：分析步骤S2中提取沉降速率信息进行沉降速率分析，确定路面沉陷潜在发生位置；

S4：制定无人机搭载激光雷达的巡检方案；

S5：利用无人机搭载激光雷达对路面沉陷可能发生的潜在位置进行复检；

S6：路面点云数据处理；