[發(fā)明專利]一種基于低空無(wú)人機(jī)遙感的群發(fā)性滑坡災(zāi)害體積快速提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711071412.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107860367B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮清華;黃光慶;袁少雄;王鈞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州地理研究所
• 主分類號(hào): G01C11/00
• 分類號(hào): G01C11/00;G01C11/04
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;劉明星

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于低空無(wú)人機(jī)遙感的群發(fā)性滑坡災(zāi)害體積快速提取方法，包括步驟1、對(duì)受災(zāi)區(qū)域進(jìn)行無(wú)人機(jī)傾斜攝影，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件生成受災(zāi)區(qū)域的DEM和DOM；步驟2、利用受災(zāi)區(qū)域的DOM和DEM，提取受災(zāi)區(qū)域內(nèi)所有滑坡災(zāi)害點(diǎn)的邊界；步驟3、通過(guò)各滑坡災(zāi)害點(diǎn)的外圍地形數(shù)據(jù)模擬受災(zāi)區(qū)域的災(zāi)前DEM；步驟4、根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的DEM和模擬出的災(zāi)前DEM，計(jì)算受災(zāi)區(qū)域內(nèi)群發(fā)性滑坡災(zāi)害的總體積。本發(fā)明的基于低空無(wú)人機(jī)遙感的群發(fā)性滑坡災(zāi)害體積快速提取方法，一方面能提高群發(fā)性滑坡體積測(cè)量的精度和工作效率，另一方面可提高測(cè)量的安全性，可以為山區(qū)防災(zāi)減災(zāi)工作提供科學(xué)依據(jù)，在防災(zāi)決策領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及滑坡災(zāi)害災(zāi)情分析技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于低空無(wú)人機(jī)遙感的群發(fā)性滑坡災(zāi)害體積快速提取方法。

背景技術(shù)

對(duì)于區(qū)域群發(fā)性滑坡體體積的獲取，目前常用三種方法：第一種是以統(tǒng)計(jì)關(guān)系計(jì)算為主，一般是通過(guò)滑坡體表面面積和體積之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式，對(duì)于以降水誘發(fā)的滑坡體積的計(jì)算，通過(guò)滑坡體積與前期降水量關(guān)系獲得，對(duì)于地震誘發(fā)的滑坡，通過(guò)地震震級(jí)與滑坡體積的統(tǒng)計(jì)關(guān)系推算滑坡體體積，這種方法的計(jì)算較為粗略，精度不高。第二種是利用遙感技術(shù)，從遙感影像上獲取滑坡邊界的投影面積，在該邊界范圍內(nèi)計(jì)算滑坡前后的DEM的高程差，通過(guò)高程差和滑坡投影面積的乘積獲取滑坡的體積，這種方法簡(jiǎn)單且精度高，但需要依賴于災(zāi)害前后的同一比例尺和精準(zhǔn)配準(zhǔn)的兩期DEM數(shù)據(jù)，然而，由于滑坡前后DEM精度差異、DEM平面位置和高程基準(zhǔn)差異等，利用DEM計(jì)算滑坡體積，結(jié)果常會(huì)存在一定的誤差。第三種是傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方法，通過(guò)測(cè)量每個(gè)斜坡的形態(tài)計(jì)算每個(gè)滑坡的體積，之后累加起來(lái)求得群發(fā)性滑坡的總體積，這種方法不僅需要了解滑坡體表面面積，還需要滑坡前后滑坡體剖面的幾何形態(tài)，一般而言，滑坡體剖面幾何形態(tài)較難獲取，尤其在同時(shí)計(jì)算多個(gè)滑坡體體積時(shí)，對(duì)剖面幾何形態(tài)的獲取更具有挑戰(zhàn)性，而且這種方法對(duì)于群發(fā)性滑坡而言工作量大，實(shí)施尤其困難。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是將低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)和插值模擬技術(shù)引入滑坡體積測(cè)量中，提高滑坡調(diào)查的工作效率，改進(jìn)滑坡體積測(cè)量的精度，為滑坡防治研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供遠(yuǎn)程的群發(fā)性滑坡快速測(cè)量的方法，避免因交通阻礙等原因無(wú)法測(cè)量，并且通過(guò)遠(yuǎn)程測(cè)量方法，降低測(cè)量作業(yè)人員遭受災(zāi)害的危險(xiǎn)性。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種基于低空無(wú)人機(jī)遙感的群發(fā)性滑坡災(zāi)害體積快速提取方法，包括以下步驟：

步驟1、對(duì)受災(zāi)區(qū)域進(jìn)行無(wú)人機(jī)傾斜攝影，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件生成受災(zāi)區(qū)域的DEM和DOM；

步驟2、利用受災(zāi)區(qū)域的DOM和DEM，提取受災(zāi)區(qū)域內(nèi)所有滑坡災(zāi)害點(diǎn)的邊界；

步驟3、通過(guò)各滑坡災(zāi)害點(diǎn)的外圍地形數(shù)據(jù)模擬受災(zāi)區(qū)域的災(zāi)前DEM：

在各滑坡災(zāi)害點(diǎn)邊界線上密集采集高程點(diǎn)，根據(jù)各滑坡災(zāi)害點(diǎn)周圍地形數(shù)據(jù)的曲率，再結(jié)合所在山體的地形起伏情況，按照地形曲率對(duì)各滑坡災(zāi)害點(diǎn)滑坡前的地形表面進(jìn)行擬合，模擬出受災(zāi)區(qū)域的災(zāi)前DEM；

步驟4、根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的DEM和模擬出的災(zāi)前DEM，計(jì)算受災(zāi)區(qū)域內(nèi)群發(fā)性滑坡災(zāi)害的總體積。

所述步驟2包括：

步驟21、利用受災(zāi)區(qū)域的DOM，計(jì)算受災(zāi)區(qū)域的NDVI值，生成受災(zāi)區(qū)域的NDVI分布圖；

步驟22、對(duì)受災(zāi)區(qū)域的NDVI分布圖進(jìn)行光譜特征和坡度的自動(dòng)識(shí)別，生成受災(zāi)區(qū)域滑坡災(zāi)害點(diǎn)分布圖；

步驟23、根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的滑坡災(zāi)害點(diǎn)分布圖，提取受災(zāi)區(qū)域內(nèi)所有滑坡災(zāi)害點(diǎn)的邊界。

所述步驟22中，用于光譜特征識(shí)別的NDVI閾值為0.15，用于坡度識(shí)別的坡度閾值為20°。