工程建设标准化2023年4期

测绘工程的地质灾害遥感监测技术探究

祝启超

内蒙古乾恒建筑工程有限公司   010000

摘要:本文探讨了测绘工程中地质灾害遥感监测技术的应用。地质灾害对于测绘工程的施工和规划带来了巨大的挑战，因此，采用遥感技术进行地质灾害的监测和预警具有重要意义。本文介绍了地质灾害遥感监测技术的原理和方法，包括遥感影像获取、特征提取与分类、变化检测等。同时，分析了地质灾害遥感监测技术在测绘工程中的应用案例，如山体滑坡、地面沉降等。研究结果表明，地质灾害遥感监测技术能够及时获取地质灾害的信息，提供准确的监测数据和预警信息，为测绘工程的安全和可持续发展提供了有效的支持。

关键词: 地质灾害；遥感监测技术；测绘工程

引言:地质灾害是指地球内部和表层发生的由地质因素引起的破坏性事件，对于测绘工程的安全和可持续发展具有重要影响。随着遥感技术的发展和应用，地质灾害遥感监测技术成为一种重要的手段。地质灾害遥感监测技术通过获取遥感影像并对其进行分析，能够及时、全面地监测地质灾害的发生和演化过程。

一、地质灾害遥感监测技术

1.1遥感影像获取

遥感影像获取是地质灾害遥感监测技术中的关键步骤，它通过使用遥感传感器获取地表的图像信息。在测绘工程中，常用的遥感影像获取方法包括航空摄影和卫星遥感。

航空摄影是一种通过飞机或无人机携带摄影设备进行拍摄的方法。它能够提供高分辨率的影像数据，并且可以根据需要进行定向和定位。航空摄影可以通过垂直摄影和斜摄影两种方式获取影像。垂直摄影是垂直于地表的拍摄方式，可以提供准确的地物位置和形状信息。斜摄影是以一定的倾角进行拍摄，可以提供更具立体感的影像，有助于地形分析和三维重建。

卫星遥感是利用人造卫星搭载的遥感传感器获取地球表面的图像信息。卫星遥感具有广域性和定期观测的优势，可以实现对大范围地区的连续监测。卫星遥感影像通常具有较低的空间分辨率，但可以通过多光谱、高光谱和合成孔径雷达等传感器获取不同波段和信息的影像数据。这些数据可用于地质灾害的识别、分类和变化检测[1]。

在地质灾害遥感监测中，选择适当的遥感影像获取方式取决于监测的目标和需求。航空摄影适合对局部区域进行高分辨率的监测，而卫星遥感适合对大范围地区进行全面监测。此外，随着无人机技术的发展，无人机航拍也成为获取地质灾害遥感影像的一种灵活、快速和经济的选择。

1.2特征提取与分类

特征提取与分类是地质灾害遥感监测技术中的关键步骤，它们用于从遥感影像中提取出地质灾害的特征信息，并对不同类型的地质灾害进行分类和识别。

在特征提取过程中，首先需要对遥感影像进行预处理，包括辐射校正、大气校正、几何校正等，以消除影像中的噪声和误差。然后，通过图像处理和分析技术，提取出与地质灾害相关的特征参数。这些特征参数可以包括颜色、纹理、形状、空间分布等方面的信息。例如，在山体滑坡的特征提取中，可以利用遥感影像的植被指数、地表变化等特征来描述滑坡区域的状态和演化情况。

特征提取之后，需要进行分类和识别，将提取出的特征与已知的地质灾害类型进行比较和匹配。这可以通过机器学习和模式识别等方法实现。机器学习算法可以通过对已知地质灾害样本的训练和学习，建立分类模型，然后将这个模型应用到新的遥感影像数据中进行分类。常用的机器学习算法包括支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）、决策树等。

此外，还可以利用监督分类和无监督分类方法。监督分类是指根据已知地质灾害样本的标签信息进行分类，需要人工标注训练样本。而无监督分类是在没有标签信息的情况下，通过对遥感影像的聚类分析和特征分布等进行分类。

1.3变化检测方法

变化检测是地质灾害遥感监测技术中的重要环节，它用于比较不同时期的遥感影像数据，以检测地表或地物发生的变化情况。通过变化检测，可以及时发现和监测地质灾害的演变过程，提供有效的预警和决策支持。

在进行变化检测时，首先需要获取不同时间点的遥感影像数据。这些影像数据可以来自于航空摄影、卫星遥感或无人机航拍等。然后，对这些影像数据进行预处理，包括辐射校正、大气校正、配准等，以确保数据的一致性和可比性，可以采用以下几种常见的变化检测方法：

基于像素的变化检测方法：该方法将遥感影像的每个像素点进行比较，通过计算像素值的差异来检测变化。常用的像素级变化检测方法包括差值法、阈值法和比率法等。这些方法适用于检测明显的地物变化，如建筑物的增减、植被的变化等。

基于目标的变化检测方法：该方法将遥感影像中的地物或区域作为检测对象，通过比较不同时间点的目标属性和特征来判断是否发生变化。常用的目标级变化检测方法包括目标识别和匹配、目标分割和目标跟踪等。这些方法适用于检测复杂地貌和地质灾害，如滑坡、崩塌等。

1.4监测技术的原理和方法

地质灾害监测技术是通过应用遥感、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）等现代科技手段对地质灾害进行实时、定量、动态的监测和分析。它基于一系列原理和方法，以获取、处理和解释地质灾害相关的数据和信息。

首先，遥感技术是地质灾害监测中常用的手段之一。遥感通过获取地表或地物的电磁波辐射信息，可以获得大范围、高分辨率的地理数据。遥感技术可以利用航空摄影、卫星遥感或无人机航拍等手段获取遥感影像，通过对遥感影像的解译和分析，可以检测地质灾害的迹象和演化过程。

其次，地理信息系统（GIS）是地质灾害监测中重要的数据处理和分析工具。GIS结合地理位置信息和属性数据，可以对地质灾害相关的数据进行管理、分析和可视化展示。通过将地质灾害的空间数据和属性数据进行整合和叠加，可以实现对地质灾害的空间分布、演化趋势和风险评估等方面的分析。

二、地质灾害遥感监测技术在测绘工程中的应用

地质灾害遥感监测技术在测绘工程中发挥着重要的作用。它通过获取遥感影像和其他相关数据，利用遥感技术和地理信息系统（GIS）进行分析和处理，以实现对地质灾害的实时监测、评估和预警。以下是该技术在测绘工程中的几个主要应用方面：

地质灾害预警和风险评估：地质灾害遥感监测技术可以通过获取遥感影像，提取地质灾害相关的特征和指标，如地表变形、裂缝分布、土地覆盖变化等，结合GIS分析和模型算法，实现对地质灾害的风险评估和预警。这有助于提前发现潜在的地质灾害风险区域，并采取相应的防范和控制措施。

灾害损失评估和灾后重建：地质灾害遥感监测技术可用于对灾害损失的评估和灾后重建的规划。通过获取灾害发生前后的遥感影像，比对分析灾害影响区域的变化，如土地利用变化、建筑物倒塌等，可以估算灾害造成的经济损失，并为灾后重建提供基础数据和参考意见[2]。

工程规划和选址分析：地质灾害遥感监测技术可以提供大范围地表信息和地质灾害分布数据，用于工程规划和选址分析。通过获取高分辨率的遥感影像，识别和分析潜在的地质灾害风险区域，如滑坡、泥石流等，可以避免在潜在危险区域进行工程建设，减少灾害风险。

结束语：地质灾害遥感监测技术在测绘工程中的应用为我们提供了一种高效、全面的手段来监测和评估地质灾害风险。通过遥感影像获取和分析，结合地理信息系统的处理和模型算法，我们能够更好地预警和评估潜在的地质灾害风险，减少灾害带来的损失，保护人民的生命财产安全。同时，该技术还为工程规划和选址提供了重要的参考依据，帮助我们选择安全合理的建设位置。然而，地质灾害监测技术仍然面临着一些挑战，如遥感数据的获取和处理、精度的提高等方面。因此，需要进一步研究和改进这些技术，以提高地质灾害监测的准确性和实用性，为保护人们的生命财产安全做出更大的贡献。

参考文献

[1]付润梅,刘珺,郝晓阳,杨文府.地质灾害遥感早期识别技术[J].科技与创新,2023(01):156-161.

[2]廖梓颖.遥感影像数据解译下的地质灾害风险评价[J].中国金属通报,2022(12):201-203.