[发明专利]一种基于多源遥感数据的矿山地质灾害动态识别与监测方法

说明书

本发明实施例公开了一种基于多源遥感数据的矿山地质灾害动态识别与监测方法，融合了光学遥感技术、无人机机载激光雷达技术、人工角反射器技术和星载合成孔径雷达技术，机载激光雷达能够有效地去除地面地面植被，获得精确地变形轮廓及地裂缝陡坎分布情况，利用存档高精度光学影像数据，对变形发展历史进行综合分析和描述，利用高分辨率遥感影像变化检测与特征识别搜寻成灾迹象，引入机载激光雷达获取高精度dem数据，有效的去除InSAR数据处理中地形效应影响；提出布设人工角反射器阵列，提高关键区域相干点数量，优化相干点分布，改善干涉相位解缠效果；优化传统时间序列InSAR数据处理技术，利用CR‑InSAR获得高精度时序变形曲线。

技术领域

本发明实施例涉及矿山地质灾害识别与监测技术领域，具体涉及一种基于 多源遥感数据的矿山地质灾害动态识别与监测方法。

背景技术

随着人类活动范围拓展和程度不断加深，人类活动正在逐渐替代自然营力 成为影响斜坡稳定性的主要原因。矿山开采，水电开发，修路切坡等人类工程 活动引发的崩滑灾害事件发生频率逐渐增高，造成的人员及财产损失日益加 剧。很多灾难性滑坡都发生在下部有采煤活动的桌山构造山体中，众多案例表 明开展矿山地质灾害早期识别与监测工作显得尤为重要。

矿山地质灾害主要表现为崩塌，滑坡，地面塌陷和地裂缝等，针对地质灾 害崩滑灾害的监测预警，前人已有过诸多尝试，主要集中在灾害变形历史调查 和单点位移监测设备布设两方面。现有灾害历史调查主要通过调查走访，通过 采访当地村民及历史文献分析，该方法可以获得大型崩滑事件发生的准确时间 及财产损失情况，但不能定量掌握变形动态发展情况。单点位移监测设备能够 获得准确的单点位移信息，能够对安装仪器以来的变形历史进行较为准确的定 量描述，但是由矿山地质灾害具有区域性变形特征，单点位移情况不能全面的 反应区域变形情况，其用于动态监测具有一定的局限性。

光学遥感解译和差分干涉合成孔径雷达技术(InSAR)现被广泛应用于潜 在滑坡识别。光学遥感技术作为一种非接触的探测技术，能够高效快速的获取 地表信息。具有时效性强信息量丰富等特点，已经在区域滑坡灾害遥感调查和 大型单体崩滑灾害调查方面进行了广泛的应用，虽然高精度光学遥感在应用中 已经取得一些成果，但是光学遥感数据在使用中仍然存在一定的限制。首先， 遥感影像的空间分辨率限制了其解译能力，现有的高精度光学数据分辨率能达 到亚米级，能够对变形梯度较大的变形迹象进行识别，但是对于变形迹象不明 显的隐患点识别存在难度。此外，由于光学成像的原理，图像获取时对天气要 求较高，对于西南峡谷地区，由于常年云雾笼罩数据可获得性较弱，丰富的植 被也对变形特征解译识别带来了难度。InSAR技术是一种主动式微波遥感技 术，能够获得大范围高精度的地表变形信息。相对于光学遥感其具有全天时， 大范围，不受气候影响等优势，近年InSAR技术被广泛用于滑坡灾害识别研 究。在利用InSAR技术对滑坡灾害进行识别的过程中，面对山势陡峭，变形 梯度大速度快等情况时，现有InSAR方法并不能有效的获取变形体形变信息。

现有发明虽提出了光学遥感+InSAR融合调查方法，但是适用性存在一定 的限制。

1、现有光学遥感解译仅用于变形范围圈定，未对变形历史进行动态追溯， 其解译结果也受影像分辨率影响。光学解译结果只能反映出宏观变形现象。

2、现有光学遥感+InSAR方法应用对象城市区域，城市区域由于建筑物 较多，植被较少，进行时间序列变形分析的时候能够获得数量可观的干涉点。 在西南地区，采矿区多位于植被丰富山势陡立的山区，在植被丰富的高陡山区， 干涉点数量提取有限，高程误差影响严重，对InSAR变形调查带来很大的挑 战。此外，快速变形现象难以通过传统InSAR结果获得，传统InSAR结果受 气传感器波段影响，变形较大会造成失相干现象。

3、现有发明多为还针对潜在滑坡区域的识别与圈定，而不能对已知变形 区域进行精细化动态识别与监测。

发明内容