[發明專利]一種基于北斗的高分遙感鐵路地質調查系統與方法

在審

• 申請號: 202011622456.3
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112833862A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 時洪斌;吳永勝;王元昌;湯友富;桂婞;唐抗尼;饒雄;李云帆;李佳茜
• 申請（專利權）人: 中鐵第五勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;G01S19/42
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 李君;曹葆青

本發明提供了一種基于北斗的高分遙感鐵路地質調查系統及方法，屬于鐵路工程地質領域，包括地質信息感知模塊、云平臺和北斗地質調查終端；所述地質信息感知模塊獲取地質地貌數據，通過云平臺中的地質調查模塊、風險評估模塊和高分綜合服務模塊進行解譯、風險評估和成果管理、共享分發，回傳至專題信息庫；地質調查終端模塊內置北斗定位芯片，地質調查人員手持終端，通過北斗定位、導航功能快速達到調查點，查看云平臺中的地質解譯成果，通過與現場對比，實現對初始地質解譯數據的核對、更正和補充，通過4G/5G網絡或無線網回傳至云平臺，在無網絡覆蓋區域采用北斗短報文方式傳輸。本發明實現了鐵路地質調查的智能化、精確化以及自動化。

技術領域

本發明屬于鐵路工程地質領域，更具體地，涉及一種基于北斗的高分遙感鐵路地質調查系統及方法。

背景技術

隨著社會經濟的快速發展，我國鐵路正逐步向西南山區、沙漠和戈壁等艱險、無人區發展，鐵路施工建設難度和運營安全越來越受到關注。現階段，通常鐵路工程地質主要采用人工實地進行勘察，立足當前人工調查地質資料主要為紙質資料，但是地質資料存在年代久遠、定位信息缺失等問題，加上地形地貌復雜、自然環境惡劣等因素，人工調查往往難以正常開展。

由于高分遙感圖像所獨有的宏觀性、一定的穿透性、全面性、真實性以及豐富的地物、地質信息，能快速提供可靠的地形地貌、地質構造和地物判別的信息，同時高分遙感制圖具有速度快、質量高、節省人力物力的技術優勢。因此，近年來一直在致力于高分遙感圖像在鐵路工程中的應用研究和推廣。

目前，高分遙感圖像在鐵路工程中的應用主要包含以下幾個方面：

制作或更新1:10000、1:50000等小比例尺地形圖，為鐵路選線提供基礎地圖；(2)鐵路工程地質遙感解譯，輔助開展大范圍地質調查，進行中型地質構造及不良地質的解譯；(3)利用合成孔徑雷達干涉測量(InSAR)技術，獲取區域連續的面狀地表變形信息；(4)利用高分遙感圖像開展環境保護調查和監測；(5)利用高分立體像對獲取高精度數字高程模型(DEM)或數字地面模型(DSM)，為鐵路智能選線提供基礎數據。

鐵路工程建設和運營具有較強的專業性和行業特殊性，涉及的專業范圍廣、標準要求高、安全等級高和技術壁壘高等問題，但是，通過現有的高分遙感圖像無法準確定位當前的地理位置，工務人員進行實地考察時往往存在地理位置的偏頗，嚴重影響工作效率，同時高分遙感圖像的傳輸通常需要良好的網絡環境，若出現網絡異常則影響信息的時效性。另外，目前鐵路地質調查普遍應用的衛星導航系統是美國的全球定位系統(GPS)，其數據安全保密性得不到保障。從國家長遠戰略角度考慮，鐵路作為國家重要的行業，其信息數據受制于國外，也存在極大的安全隱患；上述原因對鐵路運輸的安全性存在嚴重的威脅。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供了一種基于北斗的高分遙感鐵路地質調查系統及方法，旨在解決現有的鐵路地質調查由于無法準確定位地質調查終端的位置，因此人工地質調查獲取的地質形貌數據與高分遙感衛星拍攝獲取的地質形貌數據存在很大的差異，導致鐵路地質調查的精確度較差的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于北斗的高分遙感鐵路地質調查系統，包括地質信息感知模塊、北斗鐵路時空信息云平臺和北斗地質調查終端；北斗鐵路時空信息云平臺與北斗地質調查終端以4G/5G網絡、無線網或北斗短報文的形式進行數據傳輸；地質信息感知模塊支持向北斗鐵路時空信息云平臺傳輸數據，工作時北斗地質調查終端通過北斗定位和導航功能實地查看勘察點現場情況；

北斗鐵路時空信息云平臺利用高分遙感技術結合北斗導航技術，實現數據的統一接入匯集、組織存儲管理和處理，并具備數據的時空可視化分析與展示能力；對地質形貌數據進行遙感解譯，并通過專題的形式對解譯數據進行實時共享分發；對鐵路沿線環境進行全方位監測，通過自動解譯與人工判讀相結合的方式實現沿線風險評估，通過專題圖的形式進行信息的共享分發；利用初始地質解譯數據、北斗定位信息和風險評估數據，獲取可視化的初始專題信息庫；并接收更正和補充后的地質解譯數據，獲取最終的專題信息庫；