[发明专利]一种基于形变检测的输电线路地质灾害分析方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于形变检测的输电线路地质灾害分析方法及系统，属于遥感应用技术领域。该方法基于若干组地震前后的遥感图像对比获得杆塔基础地质破坏程度分布，采用差分干涉获得建立地震形变场图并标注杆塔基础地质破坏程度分布，根据偏移值范围及偏移方向进行分割形成样本库，训练若干人工神经网络模型；获取地震前后的遥感图像，差分干涉获得建立形变场，基于偏移值及偏移方向进行分割，选择对应的人工神经网络模型获得破杆塔基础地质破坏程度，形成输电线路塔基地质破坏情况分布。本发明采用差分干涉获得建立地震形变场图获得输电线路杆塔基础地质破坏程度，实现输电线路杆塔基础地质受灾范围的快速圈定或震害程度的准确评估。

技术领域

本发明属于遥感应用技术领域，具体涉及一种基于形变检测的输电线路地质灾害分析方法及系统。

背景技术

地震导致大量的杆塔倒塌，造成巨大的生命和财产损失。震后杆塔基损毁数量、程度是灾区救援和重建开始前所必需的信息。

目前，通常采用人工上报数据和野外调查数据来确定杆塔倒损数量。然而，这种仅依赖于人力调查的方法，效率较低，且存在无法在第一时间获取真实数据的问题。

高空间分辨率遥感技术具有真实、客观、受地面通讯条件影响小等特点，可在第一时间获取大量有效的数据，为及时确定杆塔倒损数量提供有效的支撑。基于图像识别的方式确定杆塔倒塌存在较大难度，尤其是在山区，输电线路杆塔分布比较分散，类型多样，破坏程度不一，无法准确识别杆塔基础地质，无法准确评估破坏程度。因此如何克服现有技术的不足是目前遥感应用技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于形变检测的灾害分析方法及系统，建立形变场与杆塔基础地质破坏程度的关系，采用差分干涉获得建立形变场图，进而获得杆塔基础地质破坏程度，实现受灾范围的快速圈定或震害程度的准确评估。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于形变检测的输电线路地质灾害分析方法，包括：

基于若干组地震前后的遥感图像对比获得杆塔基础地质破坏程度分布，采用差分干涉建立形变场图并标注杆塔基础地质破坏程度分布，根据偏移值范围及偏移方向进行分割形成样本库；

构建若干人工神经网络模型，分别采用不同偏移值范围及偏移方向的样本训练并封装；

获取待分析地震前后的遥感图像，差分干涉建立形变场，基于偏移值及偏移方向进行分割，选择对应偏移值范围及偏移方向的人工神经网络模型识别杆塔基础地质破坏程度，形成杆塔基础地质破坏情况分布。

进一步，优选的是，还包括基于获得的破坏情况评估地震烈度，输出地震烈度分布。

进一步，优选的是，杆塔基础地质破坏程度分布包括每种受损类型的占比，以地震前后的SAR遥感图像和对应的高分光学遥感图像的变化检测结果判定，并通过现场目视调查进行定性标注确认；

受损类型包括毁坏倒塌、毁坏未倒塌、严重破坏、轻微破坏以及基本完好，分别对应前后图像的区域变化率≥80%，60%≤区域变化率＜80%，40%≤区域变化率＜60%，20%≤区域变化率＜40%，区域变化率＜20%；所述的区域变化率为两个时相的序列图像在同一区域的倾斜位移的均方根误差。

进一步，优选的是，差分干涉建立形变场包括：获取覆盖地震影响区域的形变点位图进行定量标注，计算出杆塔区域的倾斜位移信息，从而定量地反映出地质灾害的影响程度。

进一步，优选的是，人工神经网络模型包括卷积层、池化层、激活层以及全连接层；所述卷积层进行特征提取包括依据干涉纹图提取图像特征、依据形变等值线提取形变值分布，依据跨断层剖面线提取是否位于断层带；所述池化层对提取的特征进行降维；所述激活层采用Relu函数；所述全连接层输出杆塔基础地质破坏分布结果。

进一步，优选的是，基于偏移值及偏移方向进行分割包括：分割为该区域具有某个范围的偏移值及偏移方向。