[发明专利]一种平面地形中地下管状设施红外成像探测定位方法

说明书

技术领域

本发明属于地球物理学与遥感技术交叉的领域，更具体地，涉及一种平面地形中地下管状设施红外成像探测定位方法。

背景技术

城市地下管线是城市基础设施的重要组成部分，被人们喻为城市的“血管”，它们纵横交错，遍布整个城市，构建成一张密织的城市地下管线网，城市地下管线每时每刻不停的为城市提供能源、信息和水，为经济发展和市民生活提供了基础和保障。由于地下管线数量众多，资料不全，在城市编制规划、开发建设、科学管理和正确决策中造成极大地困难。施工过程中盲目开挖造成煤气管道爆炸、通讯电缆被挖断等事故屡屡发生，给国家和人民带来了极大地损失。在考古、石油、煤气、矿物运输等等方面，地下管道检测都具有重要意义，因此，有必要开展管状地下设施探测识别的研究。

当然，最普通和直接的对供热的地下管状设施故障进行探测的方法是人工判读，但是，这种方法十分费时且探测不准确，对无故障的定位未见报道。虽然，红外成像作为地下管状设施探测新技术被提出，但目前国内外使用红外成像的地下管状设施探测技术均直接使用红外成像传感器进行成像观测、人工判读。

红外遥感成像的物理基础是大量的太阳光能量照射土壤被吸收产生热量，这些被加热的土壤发出红外辐射被热红外传感器探测。自然太阳能经过每日循环的加热和冷却对埋藏的物体和包围其周围的土地的影响是不同的，从而导致可探测的温差。地下管状设施的存在可以产生平面地表热分布异常，可用于探测、定位地下目标。

但是上述方法局限性在于：1、地下管道的热异常通过其埋入地层的传导调制，到达地表的热分布发生了与地下管道形态有很大差异的变化，表现为热扩散温差大幅降低，热信号微弱。不仅位置发生变化，而且难于发现与定位；2、直接使用红外成像传感进行人工判读困难，无法正确直观的发现地下管状设施。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种平面地形中地下管状设施红外成像探测定位方法,所述方法根据地下管状设施的能量扩散的高斯模型，对地下管状设施经地层调制后所形成的原始红外图像进行反调制处理，得到地下管状设施的目标图像，所述方法包括以下步骤：

一种平面地形中地下管状设施红外成像探测定位方法，其特征在于，所述方法根据地下管状设施的能量扩散的高斯模型，对地下管状设施经地层调制后所形成的原始红外图像进行反调制处理，得到地下管状设施的目标图像，所述方法包括以下步骤：

（1）获取地下管状设施经地层调制后所形成的原始红外图像g；

（2）根据所述原始红外图像g的热辐射能量带的宽度，设定高斯热扩散函数的初始值h₀，并设置迭代终止条件；

（3）以所述原始红外图像g作为初始目标图像f₀，根据所述高斯热扩散函数的初始值h₀，利用基于贝叶斯理论的单帧图像盲目去卷积方法迭代求解热扩展函数h_n和目标图像f_n；

（4）判断是否满足迭代终止条件，如果满足，则本次迭代求解得到的目标图像f_n即为最终的目标图像f；若不满足，则返回步骤（3），继续迭代计算。

优选地，所述步骤（3）中利用基于贝叶斯理论的单帧图像盲目去卷积方法迭代求解热扩展函数h_n和目标图像f_n具体包括：

在第n次盲目迭代时首先按照下面两式进行Richardson－Lucy迭代计算，