[发明专利]一种利用光学卫星立体影像检测滑坡位移场的方法

说明书

一种利用光学卫星立体影像检测滑坡位移场的方法，通过资源三号卫星前后视影像的立体相对提取高精度数字高程模型，实现卫星全色图像和多光谱影像的精确正射校正和几何配准，对高精度校正后的全色影像进行图像频率域的相关计算，并进行滤波降噪处理，获得整个滑坡体的变形位移场。本发明可以定量获取滑坡体上不同位置的位移大小、位移方向和变形空间范围，实现滑坡整体位移场检测，可以快速高效、客观全面的对滑坡灾害进行监测预警。

技术领域

本发明涉及地质灾害监测领域，尤其涉及一种利用光学卫星立体影像检测滑坡位移场的方法。

背景技术

滑坡是山区最为常见的地质灾害类型之一，普遍具有分布广、数量多、破坏性强等特点，常造成严重的人员伤亡和经济损失。滑坡位移是开展滑坡灾害预警预报的重要指标参数，目前监测滑坡位移的常用方法主要包括：大地测量法、全球卫星导航系统(GNSS)、合成孔径雷达干涉测量(InSAR)、光学遥感影像变化检测等。其中大地测量法优点是测量精度高、量程不受限制、可测量水平和垂直变形的绝对位移量，局限性是易受地形通视条件和天气条件限制，投入工作量大、耗时费力；GNSS方法优点是可实现全天候、高精度(毫米级)、连续性监测，局限性是只能实现点上监测，难以获取区域性滑坡整体变形位移，另外如遇滑坡发生剧烈变形，监测设备易受破坏；InSAR方法优点是可实现大范围区域性高分辨率监测，局限性是当受地形、植被、水体等地表条件影响或滑坡发生快速变形时易导致雷达影像失相干，从而无法有效监测滑坡位移量，此外目前国内雷达卫星SAR数据源相对于光学遥感数据源十分有限。

光学遥感影像变化检测是一种基于影像特征相似性匹配的求解方法，通过计算机自动搜索和匹配变化前后影像上的同名点，并计算其位置偏移量，该方法的优点是可实现大范围、大量级的滑坡变形位移场监测，不仅可获得整个滑坡变形的位移大小及位移方向，而且还能获得变形位移的空间范围，能够有效弥补上述方法的不足。但是该方法获取准确结果的关键在于对遥感影像数据的精确配准与校正处理，以降低系统误差影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用光学卫星立体影像检测滑坡位移场的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用光学卫星立体影像检测滑坡位移场的方法，包括以下步骤：

S1、选取滑坡位移变化前后的两期卫星影像作为检测滑坡位移场的滑坡卫星影像，所述滑坡卫星影像包括前视影像、后视影像、多光谱影像和全色影像；将发生滑坡位移前T₁时间的影像作为主影像，发生滑坡位移后T₂时间的影像作为从影像；

S2、利用所述前视影像和所述后视影像构成的立体像对，提取所述主影像和所述从影像的数字高程模型；

S3、利用步骤S2中得到的所述主影像的数字高程模型对所述主影像的多光谱影像和全色影像进行正射校正；利用步骤S2中得到的所述从影像的数字高程模型对所述从影像的全色影像进行正射校正；

S4、利用步骤S3中得到的经过正射校正后的全色影像，匹配所述主影像和所述从影像中的目标点，并获取所述目标点的位移图像；

S5、对所述位移图像进行位移解算，并根据位移分布情况圈定发生滑坡变形的空间范围；

S6、根据步骤S4和S5得到的滑坡位移检测结果进行分析，识别滑坡的大小规模和发育特征，判断滑坡变形的运动模式；并结合搜集的实际调查资料对所述滑坡位移检测结果进行验证。

优选的，所述数字高程模型的提取为：在同一时段采集的所述前视影像和后视影像中定义连接点从而建立对应时段的立体像对，并设置所述数字高程模型的提取参数，通过所述立体像对获取所述数字高程模型。

优选的，步骤S3中通过支持有理多项式系数的严格轨道物理模型进行正射校正。