[发明专利]一种桥梁形变监测方法

说明书

本发明涉及一种桥梁形变监测方法。该方法主要包括：步骤一，选取一种雷达遥感卫星SAR影像数据源，在研究时间和地理空间维度上对桥梁基础设施进行完整覆盖；步骤二，基于时序SBAS‑InSAR技术对选取SAR影像数据源进行干涉处理，得到研究桥梁基础设施监测时间内的详细形变信息；步骤三，对步骤二所获取的桥梁设施详细形变信息进行点线式统计分析，评价研究桥梁设施形变演变趋势。该方法很好地体现了新型SBAS‑InSAR监测手段相较于传统监测手段的技术优越性，而结合了SBAS‑InSAR技术的点线式统计分析方法则大大提高了对于桥梁设施监测成果的可靠性和科学性。对桥梁形变监测进行区间化和点线式的评价，大大提高了SBAS‑InSAR技术对于桥梁基础设施形变监测的可靠性。

技术领域

本发明涉及桥梁基础设施监测形变技术领域，具体为一种桥梁形变监测方法。

背景技术

桥梁是大众交通的重要组成部分，是公路路网和铁路路网中的重要环节，是保证道路全线通车的咽喉。桥梁作为重要的交通设施，对于保证和促进社会经济发展起着基础性的作用。但是，桥梁建成通车后，受气候环境、日益增加的交通量、严重超载等因素影响，使桥梁逐渐老化和疲劳，存在严重的安全隐患。桥梁一旦损坏或坍塌，造成的经济损失是无法估计的，甚至会付出生命的代价。

对桥梁基础设施的实时监测工程成为了当下时代一个越来越重要的热点工作。通过监测工作可以对桥梁设施的承载安全性和劳损程度做出科学性的评价，从而对桥梁设施进行维护和保养工作，从而避免灾害性的倒塌和破损现象发生。过往对于桥梁基础设施的监测技术手段主要以传统监测技术为主。而传统技术手段基于桥梁设施的监测主要基于点的模式展开，无法对桥梁设施面上的整体形变情况进行完整反映。同时，传统监测工作过程中也会受限于复杂的天气环境和空间环境，耗费了过多的人力物力资源。这就大大影响了监测工作的实时性和客观可靠性。

近年来，随着InSAR形变监测技术的成熟和高分辨雷达卫星SAR数据商业化的推进，该技术已经越来越广泛运用于对地表监测研究。雷达遥感卫星可以对地进行全天时、全天候的观测成像，InSAR技术则可以对桥梁面观测数据进行面上处理获取形变信息成果。这很好地弥补了传统监测技术的缺陷。其中，基于InSAR技术衍生发展起来的时序SBAS-InSAR形变监测技术以高精度(mm级别)著称。本发明主要基于以上研究背景提出，旨在提高桥梁基础设施形变监测的可靠性和科学性。

发明内容

为了解决传统桥梁设施形变监测技术的不实时、不全面、资源耗费大的问题，本发明提出了一种桥梁形变监测方法，是基于时序SBAS-InSAR技术和点线式统计分析法的新型监测手段对桥梁设施形变状况进行科学有效的评价。采用的技术方案是，包括以下步骤：

步骤一，选取一种雷达遥感卫星SAR影像数据源，在研究时间和地理空间维度上对桥梁基础设施进行完整覆盖；

步骤二，基于时序SBAS-InSAR技术对选取SAR影像数据源进行干涉处理，得到研究桥梁基础设施监测时间内的详细形变信息；

步骤三，对步骤二所获取的桥梁设施详细形变信息进行点线式统计分析，评价研究桥梁设施形变演变趋势。

进一步的，在步骤一中选取SAR影像数据源的原则为：SAR影像数据平面分辨率为m级别，处于相同运行轨道，在持续时间上超过一年，在覆盖空间范围上高度重叠且完全覆盖桥梁设施区域范围。

进一步的，在步骤二中基于时序SBAS-InSAR技术处理获取研究桥梁基础设施监测时间内的详细形变信息，具体分项步骤如下:

首先，对桥梁设施形变监测影响范围区间化处理，以桥梁设施实际空间长度和宽度作为建立缓冲区间要素，设立地理空间面上的桥梁设施形变影响区间；

通过时序SBAS-InSAR技术对SAR影像数据集进行干涉处理，干涉处理过程关键在于减少各种相对误差源的引入，从而获取精度最优解的形变监测成果；