本發(fā)明涉及鐵路地物形變星基insar探測(cè)，更具體的說(shuō)是涉及一種考慮高程補(bǔ)償?shù)钠皆貐^(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國(guó)鐵路網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展和運(yùn)營(yíng)速度的提升，鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)和監(jiān)測(cè)變得尤為重要。鐵路設(shè)施形位信息是線路所在區(qū)域環(huán)境因素和鐵路運(yùn)行影響共同作用的結(jié)果，也是鐵路基礎(chǔ)設(shè)施服役狀態(tài)的直觀體現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)是確保鐵路安全運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2、目前，主要采用星基insar技術(shù)對(duì)鐵路地物形變進(jìn)行監(jiān)測(cè)，星基insar方法借助典型鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的特征散射對(duì)該地物進(jìn)行形變監(jiān)測(cè)，通過(guò)應(yīng)用高分辨率影像的永久散射體干涉測(cè)量技術(shù)，可以高效完成毫米級(jí)別的地表地物形變檢測(cè)；時(shí)序insar測(cè)量的結(jié)果為形變散射點(diǎn)構(gòu)成的點(diǎn)云，每個(gè)散射點(diǎn)包含該點(diǎn)所代表的地物的時(shí)序形變信息，通過(guò)提取微波散射點(diǎn)的時(shí)序形變信息可以分析該設(shè)施在時(shí)序范圍內(nèi)的形變情況。

3、雖然星基insar技術(shù)作為一種大范圍、非接觸和高精度的地物形變測(cè)量技術(shù)，可以一次性獲得大范圍內(nèi)地表地物的時(shí)序形變信息；但由于sar衛(wèi)星的側(cè)視觀測(cè)模式與一般光學(xué)制圖的正射觀測(cè)模式的差別，導(dǎo)致時(shí)序insar獲得的原始散射點(diǎn)位置與地圖上的鐵路設(shè)施標(biāo)置有差異，影響鐵路基礎(chǔ)設(shè)施形變的提取與解釋，進(jìn)而直接導(dǎo)致無(wú)法獲得有效的典型鐵路設(shè)施散射點(diǎn)覆蓋率，大大限制了星基insar技術(shù)在鐵路行業(yè)的應(yīng)用和推廣。

4、此外，鐵路等人工構(gòu)筑物及其周邊散射體形成復(fù)雜電磁波散射環(huán)境也增加了典型鐵路設(shè)施散射點(diǎn)的提取難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，為解決典型鐵路上設(shè)施形變星基insar觀測(cè)中存在的設(shè)施散射點(diǎn)平面定位精度偏低，以及導(dǎo)致的設(shè)施覆蓋率計(jì)算不準(zhǔn)確問題，本發(fā)明提供了一種考慮高程補(bǔ)償?shù)钠皆貐^(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種考慮高程補(bǔ)償?shù)钠皆貐^(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法，步驟包括：

4、基于鐵路地物的微波散射特征提取鐵路地物散射點(diǎn)位置；

5、基于鐵路沿線區(qū)域的數(shù)字高程數(shù)據(jù)確定鐵路地面高程值以及鐵路地物散射點(diǎn)位置相對(duì)于鐵路地面高程值的相對(duì)高程；

6、擬合同一區(qū)域內(nèi)局部鐵路地物散射點(diǎn)位置的偏移量和對(duì)應(yīng)相對(duì)高程，得到偏移量與相對(duì)高程的關(guān)聯(lián)性；

7、根據(jù)偏移量與相對(duì)高程的關(guān)聯(lián)性對(duì)鐵路地物散射點(diǎn)位置進(jìn)行補(bǔ)償；

8、獲取同一區(qū)域光學(xué)遙感影像，提取鐵路地物光學(xué)位置；

9、對(duì)補(bǔ)償后的鐵路地物散射點(diǎn)位置和鐵路地物光學(xué)位置進(jìn)行匹配，獲得鐵路地物形變散射點(diǎn)；

10、基于散射點(diǎn)確定覆蓋率。

11、優(yōu)選地，鐵路地物的微波散射特征包括聚簇、高度和/或空間位置。

12、優(yōu)選地，鐵路沿線區(qū)域的數(shù)字高程數(shù)據(jù)分辨率位于3m-30m之間，且以鐵路線路為中心向兩側(cè)緩沖范圍不低于200m。

13、優(yōu)選地，基于鐵路沿線區(qū)域的數(shù)字高程數(shù)據(jù)確定鐵路地面高程值，包括：

14、基于鐵路沿線區(qū)域的數(shù)字高程數(shù)據(jù)提取鐵路線路周邊d1范圍內(nèi)的地表高程值；

15、對(duì)地表高程值進(jìn)行空間低通濾波和樣條插值得到鐵路線路周邊d1范圍內(nèi)的地表高程值。

16、優(yōu)選地，d1不小于微波遙感數(shù)據(jù)空間分辨率的6倍。

17、優(yōu)選地，利用線性回歸方法對(duì)同一區(qū)域內(nèi)局部鐵路地物散射點(diǎn)位置的偏移量和對(duì)應(yīng)相對(duì)高程進(jìn)行擬合，表達(dá)式為：

18、d=a*h+b

19、式中，d為偏移量，h為相對(duì)高程，a和b為常數(shù)。

20、優(yōu)選地，提取鐵路地物光學(xué)位置后，利用已知鐵路地物位置進(jìn)行校正以及結(jié)合先驗(yàn)信息進(jìn)行復(fù)核。

21、優(yōu)選地，對(duì)補(bǔ)償后的鐵路地物散射點(diǎn)位置和鐵路地物光學(xué)位置進(jìn)行匹配時(shí)，兩組坐標(biāo)的距離標(biāo)準(zhǔn)差不大于光學(xué)遙感影像分辨率的3倍。

22、優(yōu)選地，基于散射點(diǎn)確定覆蓋率包括，

23、根據(jù)有效形變散射點(diǎn)的數(shù)量與基于光學(xué)遙感影響獲取的鐵路地物點(diǎn)數(shù)之比，確定鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率。

24、優(yōu)選地，鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率不大于100%。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了的考慮高程補(bǔ)償?shù)钠皆貐^(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法，有益效果包括：

26、（1）利用鐵路設(shè)施與周邊地面的高差進(jìn)行平面位置修正，可有效地減少由于sar衛(wèi)星側(cè)視觀測(cè)模式與正射觀測(cè)模式差異導(dǎo)致的散射點(diǎn)位置誤差，提高散射點(diǎn)平面定位精度；

27、（2）通過(guò)分辨率高、地物定位精度高的光學(xué)遙感數(shù)據(jù)，為散射點(diǎn)的精確匹配提供了參考；從而進(jìn)一步驗(yàn)證和修正散射點(diǎn)的位置，確保散射點(diǎn)位置的準(zhǔn)確性。

28、本發(fā)明通過(guò)高程補(bǔ)償和結(jié)合光學(xué)遙感技術(shù)，能夠提供更為全面和準(zhǔn)確的地物形變信息，并可顯著提高鐵路地物形變散射點(diǎn)的提取精度和覆蓋率計(jì)算的準(zhǔn)確性，從而為鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)和監(jiān)測(cè)提供更為精確的數(shù)據(jù)支持，有助于保障鐵路運(yùn)營(yíng)的安全性和穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種考慮高程補(bǔ)償?shù)钠皆貐^(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原地區(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法，其特征在于，鐵路地物的微波散射特征包括聚簇、高度和/或空間位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原地區(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法，其特征在于，鐵路沿線區(qū)域的數(shù)字高程數(shù)據(jù)分辨率位于3m-30m之間，且以鐵路線路為中心向兩側(cè)緩沖范圍不低于200m。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原地區(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法，其特征在于，基于鐵路沿線區(qū)域的數(shù)字高程數(shù)據(jù)確定鐵路地面高程值，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平原地區(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法，其特征在于，d1不小于微波遙感數(shù)據(jù)空間分辨率的6倍。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原地區(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法，其特征在于，利用線性回歸方法對(duì)同一區(qū)域內(nèi)局部鐵路地物散射點(diǎn)位置的偏移量和對(duì)應(yīng)相對(duì)高程進(jìn)行擬合，表達(dá)式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原地區(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法，其特征在于，提取鐵路地物光學(xué)位置后，利用已知鐵路地物位置進(jìn)行校正以及結(jié)合先驗(yàn)信息進(jìn)行復(fù)核。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原地區(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法，其特征在于，對(duì)補(bǔ)償后的鐵路地物散射點(diǎn)位置和鐵路地物光學(xué)位置進(jìn)行匹配時(shí)，兩組坐標(biāo)的距離標(biāo)準(zhǔn)差不大于光學(xué)遙感影像分辨率的3倍。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原地區(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法，其特征在于，基于散射點(diǎn)確定覆蓋率包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的平原地區(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法，其特征在于，鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率不大于100%。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種考慮高程補(bǔ)償?shù)钠皆貐^(qū)鐵路地物形變散射點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法，包括基于鐵路地物的微波散射特征提取鐵路地物散射點(diǎn)位置；基于鐵路沿線區(qū)域的數(shù)字高程數(shù)據(jù)確定鐵路地面高程值以及鐵路地物散射點(diǎn)位置相對(duì)于鐵路地面高程值的相對(duì)高程；擬合得到偏移量與相對(duì)高程的關(guān)聯(lián)性；根據(jù)所述關(guān)聯(lián)性對(duì)鐵路地物散射點(diǎn)位置進(jìn)行補(bǔ)償；根據(jù)同一區(qū)域光學(xué)遙感影像提取鐵路地物光學(xué)位置；對(duì)補(bǔ)償后的鐵路地物散射點(diǎn)位置和鐵路地物光學(xué)位置進(jìn)行匹配，獲得并基于鐵路地物形變散射點(diǎn)確定覆蓋率。本發(fā)明能夠提供更為全面和準(zhǔn)確的地物形變信息，并可顯著提高鐵路地物形變散射點(diǎn)的提取精度和覆蓋率計(jì)算的準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：郭繼亮,梁志廣,袁慕策,張勇,張?jiān)?單宇,胡在良,蘇力,嚴(yán)國(guó)兵,王域辰,孟軍濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司鐵道建筑研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30