[发明专利]大范围库岸边坡空天地多层次安全监测方法

说明书

本发明提供一种大范围库岸边坡空天地多层次安全监测方法，其特征在于根据流域库岸地形地貌、植被情况、交通运输条件等信息，确定对应的监测手段或者多监测手段的组合，即通过星载合成孔径雷达SAR普查，确定需关注区域，通过巡检合成孔径雷达SAR或/和激光雷达LiDAR进行详查，确定需重点关注区域，通过固定式合成孔径雷达SAR或/和激光雷达LiDAR进行核查，通过长期持续监测，获取重点监测区域的变形监测时序数据，明确大范围库岸危险区域，给出预警预报信息。通过流域库岸边坡的高效、高精度监测、预警与应急处理，可有效遏制灾害、减轻损失，对稳定社会秩序、保障高山峡谷河流大范围库岸边坡安全，具有重大经济和社会效益。

背景技术

我国是世界上滑坡地质灾害最为严重的国家之一，边坡灾害风险防控是国家防灾减灾重大而迫切的战略需求。随着我国高坝大库水利水电工程大规模建设和相继运行，水电工程库岸滑坡已成为影响工程运行安全和库区生态环境保护的重大隐患。

在水电工程建设的高山峡谷以及复杂地形、地质地区，存在众多倾倒变形边坡、滑坡堆积体、崩塌变形体等大规模不良地质体。在水库蓄水作用、库水位交变、暴雨、持续降雨等水动力驱动因素的影响下，这些不良地质体存在大变形、开裂滑移的趋势，甚至会有发生滑坡灾害的风险，严重制约水电工程建设和正常运行。为降低滑坡灾害的发生概率，降低经济损失，避免人员伤亡，滑坡灾害治理的思路需从发生灾害后不计代价的被动治理，转变为在灾害发生前充分认识到边坡的变形情况，及时给出正确的预判并研究采取防控措施的主动防控。所以对水电工程大范围库岸变形监测显得尤为重要。

水电工程库岸滑坡风险点具有点多、线长、面广的特点。传统的边坡接触式安全监测方式造价高、设备维护难、可靠性低、并且只能获取“点状”监测信息，难以获取边坡“面状”动态变化信息，不适用于库区岸坡大范围变形监测，需寻求方便、快捷、经济、有效的新技术手段。随着合成孔径雷达干涉技术(InSAR)和三维激光扫描技术(LiDAR)等非接触式形变监测技术的发展，给水电工程库岸边坡变形监测的发展带来了新的契机。

发明内容

本发明针对水电工程大范围库岸边坡监测问题，充分利用目前新技术监测手段，整合各种监测手段的优点，对水电工程库岸边坡进行从空天到地面的协同监测，构建空天地立体多层次监测体系，对高山峡谷流域大范围库岸边坡进行空天地多层次安全监测。

本发明采用如下技术方案：一种大范围库岸边坡空天地多层次安全监测方法，其特征在于包括如下步骤：

1)、根据流域库岸地形地貌、植被情况、交通运输条件信息，按照空天地多层监测体系的选择原则，确定对应的监测手段或者多监测手段的组合，对库岸边坡进行监测；

所述空天地多层监测体系包括：星载合成孔径雷达SAR监测手段、巡检合成孔径雷达SAR或/和激光雷达LiDAR监测手段、固定式合成孔径雷达SAR或/和激光雷达LiDAR监测手段；其中巡检合成孔径雷达SAR或/ 和激光雷达LiDAR监测手段包括：船载、车载、机载合成孔径雷达SAR 或/和激光雷达LiDAR三种监测手段；

2)、利用星载合成孔径雷达SAR监测手段，对库岸边坡进行大范围长时间序列形变数据进行提取，通过长时间系列卫星数据，获取大范围区域大量关键点的变形时间序列数据或变形速率，并且得到大范围区域变形等值线图，框定变形较大位置，圈出需要加强监测的库岸边坡区域范围为： A＝{A₁，A₂，…，A_n}，完成对大范围库岸边坡的普查；

3)、利用巡检合成孔径雷达SAR或/和激光雷达LiDAR监测手段，对步骤2)星载合成孔径雷达SAR监测圈出的范围A进行详查，缩小监测范围，其中：

a)确定需监测的某区域范围如下：

位于船载合成孔径雷达SAR或/和激光雷达LiDAR监测手段视角范围的区域为：

B＝{A₁₁，A₂₁，…，A_n1}；