[發明專利]一種基于D-InSAR的鐵路采空區邊界提取新方法

有效

• 申請號: 202010423214.5
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111623749B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 李特;張冠軍;周文明;甘俊;李廣宇;翟旭;李平蒼;趙夢杰
• 申請（專利權）人: 中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01S13/90;G01S19/03
• 代理公司: 天津市君硯知識產權代理有限公司 12239
• 代理人: 高文迪

1.一種基于D-InSAR的鐵路采空區邊界提取新方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）獲取研究區域內時間序列SAR影像和精密軌道文件；

（2）將SAR影像數據預處理建立干涉對連接圖；

（3）對連接圖中的干涉對進行干涉處理生成差分干涉圖，將差分干涉圖進行地理編碼；

（4）利用U-net神經網絡對地理編碼后差分干涉圖進行采空區識別生成采空區-非采空區二值圖像；

（5）對識別后采空區-非采空區二值圖像由柵格轉矢量，生成矢量化的采空區結果；

（6）對多期矢量化后的采空區結果進行空間融合；

（7）統計分析采空區面積大小、發展方向和采空區邊界距鐵路的最近距離。

2.如權利要求1所述的一種基于D-InSAR的鐵路采空區邊界提取新方法，其特征在于：獲取研究區域內時間序列SAR影像和精密軌道文件，具體步驟為：

每月時間段內所獲取的同極化SLC影像不少于2幅；同時，獲取對應日期SAR影像的衛星精密軌道參數文件。

3.如權利要求1所述的一種基于D-InSAR的鐵路采空區邊界提取新方法，其特征在于：將SAR影像數據預處理建立連接圖，具體步驟為：

將所有SAR影像聚焦、配準到超級主影像，對影像進行去斜，用精密軌道文件優化影像參數文件中的軌道參數，根據矢量文件裁剪覆蓋研究區的范圍；再對所有影像建立干涉對連接圖，將未自動參與組網影像按時空最鄰近原則手動添加參與組網。

4.如權利要求3所述的一種基于D-InSAR的鐵路采空區邊界提取新方法，其特征在于：影像空間垂直基線為臨界基線的0-30%，時間基線為0-95d，每幅影像干涉對數應至少保證2對。

5.如權利要求1所述的一種基于D-InSAR的鐵路采空區邊界提取新方法，其特征在于：所述的干涉處理具體步驟為：

對建立連接圖的影像進行差分干涉、去平、軌道精煉、重去平、濾波處理；所述的地理編碼差分干涉圖是將差分干涉圖從雷達坐標系轉換到WGS84地理坐標系。

6.如權利要求1所述的一種基于D-InSAR的鐵路采空區邊界提取新方法，其特征在于：利用U-net神經網絡對地理編碼后圖像進行采空區識別生成采空區-非采空區二值圖像，具體步驟為：

利用U-net神經網絡結構，對編碼后的差分干涉圖進行語義分割，對采空區圖像進行像素級別的分類，從而進行采空區識別生成采空區-非采空區二值圖像。

7.如權利要求1所述的一種基于D-InSAR的鐵路采空區邊界提取新方法，其特征在于：對識別后采空區-非采空區二值圖像柵格轉矢量，具體步驟為：

對U-net提取的柵格二值圖像（即采空區和非采空區），根據二分類圖像的梯度變化，將柵格采空區圖像進行矢量化處理，生成矢量化的采空區結果。

8.如權利要求1所述的一種基于D-InSAR的鐵路采空區邊界提取新方法，其特征在于：所述的對多期矢量化后的采空區結果進行空間融合，具體步驟為：

針對多期矢量化后的采空區結果，用空間拓撲分析進行矢量融合，將每期的小范圍矢量取并集融合成整體采空區矢量。

9.如權利要求1所述的一種基于D-InSAR的鐵路采空區邊界提取新方法，其特征在于：統計分析采空區面積大小、發展方向和采空區邊界距鐵路的最近距離，具體步驟為：

對融合后的整體采空區矢量進行統計分析，獲取采空區面積大小，發展方向以及采空區邊緣距鐵路的最近距離。