[发明专利]一种地铁中心线及沿线平均形变速率的获取方法、装置

说明书

技术领域

本发明属于地理空间信息系统技术领域，尤其涉及一种地铁中心线及沿线平均形变速率的获取方法、装置。

背景技术

近年来，随着我国城市化进程的加速，城市规模不断扩大，城市交通方式也在向多元化发展。地铁交通由于其快捷、便利的特点，已经成为大中城市不可或缺的重要交通方式。目前，我国有多个大中城市正在或计划建设地铁工程，在地铁工程建设过程中频繁发生的施工安全事故和地质灾害，导致了大量的人员伤亡和财产损失，已经引起社会各界和有关部门的高度重视。由此可见，研究并建立地铁工程三维形变分析系统，对地铁工程施工建设和运营进行实时分析和预警，是地铁工程施工和运营安全的重要基础。

高分辨率合成孔径雷达差分干涉测量(Differential InSAR，DInSAR)形变监测技术作为一种新型的卫星遥感技术，DInSAR近20年来得到了迅猛的发展，其利用合成孔径雷达相位信息精确测量地表三维空间位置及其微小变化，使得人们从太空中大范围、高精度监测毫米级地表形变成为可能。当前，世界各国，特别是欧美发达国家争先研究和发展这项卫星遥感技术，并在地震形变、冰川运移、活动构造、火山运动、地面沉降以及山体滑坡等诸多地壳形变监测研究中得到了广泛应用。目前，DInSAR技术已取得了重要进展，特别在常规DInSAR（两轨或三轨法）基础上发展起来的高级DInSAR方法，如多基线stacking方法、角反射器干涉测量法（CRInSAR）、小基线集方法（SBAS）以及永久散射体干涉测量（PSI）等，是近年来国际上在该领域取得的重大技术突破，有效克服了常规DInSAR在实施过程中遇到的局限性问题，如时间、空间去相干和大气效应等，从而大大提高了该技术地表形变监测的可靠性，测量精度由传统方法的厘米级提高到目前的毫米级。因此，具备了空前的高分辨率（1～10米），较短重访周期（1～11天）以及多角度、多模式、全极化数据获取能力的新一代高分辨率雷达遥感在重大工程建设突发性地质灾害的监测和预警方面具有了巨大的应用潜力。

然而，目前在地铁工程施工和运营安全方面，并没有使用DInSAR技术来进行地铁工程建设突发性地质灾害的监测和预警。

发明内容

本发明实施例提供了一种地铁中心线及沿线平均形变速率的获取方法、装置，旨在解决现有技术没有将DInSAR技术用来进行地铁工程建设突发性地质灾害的监测和预警的问题。

一方面，提供一种地铁中心线及沿线平均形变速率的获取方法，所述方法包括：

基于干涉测量合成孔径雷达InSAR影像数据和数字高程模型DEM数据，计算研究区域相干点目标的平均形变速率；

基于获取的地铁施工线路矢量数据以及所述研究区域相干点目标的平均形变速率计算地铁中心线节点的平均形变速率、地铁沿线相干点目标的平均形变速率。

进一步地，在所述基于干涉测量合成孔径雷达InSAR影像数据和数字高程模型DEM数据，计算研究区域相干点目标的平均形变速率的同时，还包括：

基于干涉测量合成孔径雷达InSAR影像数据和数字高程模型DEM数据，计算研究区域相干点目标垂直于地面方向上的累积形变值；

在所述基于获取的地铁施工线路矢量数据以及所述研究区域相干点目标的平均形变速率计算地铁中心线节点的平均形变速率、地铁沿线相干点目标的平均形变速率之前或之后，还包括：

基于获取的地铁施工线路矢量数据以及所述研究区域相干点目标垂直于地面方向上的累积形变值计算地铁沿线区域的时序DEM数据。

进一步地，在所述基于获取的地铁施工线路矢量数据以及所述研究区域相干点目标垂直于地面方向上的累积形变值计算地铁沿线区域的时序DEM数据之后，还包括：

根据研究周期开始时间的地铁沿线区域的高精度DEM数据、数字正射影像DOM数据构建地铁沿线区域的三维地理信息系统虚拟地理环境；

在所述三维地理信息系统虚拟地理环境中，对地铁沿线区域的时序DEM数据以时间顺序分别进行三维动态渲染，来模拟地铁沿线区域在施工过程中的地面形变过程。

进一步地，在所述根据研究周期开始时间的地铁沿线区域的高精度DEM数据、数字正射影像DOM数据构建地铁沿线区域的三维地理信息系统虚拟地理环境之后，还包括：

在所述三维地理信息系统虚拟地理环境中，以获取的地铁中心线节点的平均形变速率为Z值，以地铁中心线节点在地铁施工线路矢量数据中的排列顺序来绘制垂直投影于地铁中心线的空间三维折线，以直观地表现地铁中心线节点的平均形变速率。