基于时序遥感影像的区域公路边坡定期巡检技术研究
暴走的毛巾
2023年06月09日 09:21:16
来自于道路养护
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                公路行业养护工程创新案例 (联展)

   

   

   
   

公路行业养护工程创新案例

(联展)

根据《“十四五”公路养护管理发展纲要》,总结和发布公路养护管理工程典型案例,促进公路养护管理高质量发展。


2022年,在部公路局的支持下,中国公路学会面向全国开展 “公路行业养护工程创新案例” 征集评选活动。


征集历时一年,经过公开、公平、公正地三轮评审,共评选出45项技术含量高、经济效益好、社会影响力大,具有广泛推广应用价值和前景的创新案例。


其中,特等案例4 项,一等案例 13 项,二等案例 28 项。


 
     

二等案例


   

基于时序遥感影像的区域公路边坡定期巡检技术研究


完成单位

浙江交投高速公路运营管理有限公司

浙江省交通运输科学研究院

浙江大学


     

     

       

       
       

工程概况

       


选取龙庆高速全线分布的84座土质边坡为案例,开展基于时序遥感影像的边坡定期巡检技术应用示范。


目前传统的边坡监测技术监测范围小、空间分辨率低、成本高昂,已不能满足现代公路运维管养长期、实时和准确的监测需求。


InSAR技术覆盖面广、结果精度高、数据获取周期短、测量成本低,在边坡变形监测中具有明显的优势,尤其适合大范围公路边坡的定期巡检和长期监测,针对路域分布特点,通过分析InSAR技术原理,对比分析PS-InSAR(永久散射体)和SBAS-InSAR(小基线集)两种方法,从检测频率、检测范围、检测精度及经济性等方面对基于时序遥感影像的区域路网边坡定期巡检技术的适用性及应用条件进行分析,提出适用于公路边坡定期巡检的卫星数据来源与处理方法。


研究分析影响InSAR变形测量精度的影响因素,结合运营公路边坡定期检查的相关技术要求,在分析调查边坡地形特征、边坡表面覆盖特性、边坡地质条件、边坡防护状况等的基础上,通过引入时序遥感影像监测数据,获取区域路网边坡的变形特征,开展边坡安全状况动态评价,实现运营公路边坡安全状况的定性调查与定量分析相结合的定期巡检技术,提升运营公路边坡养护管理质量与水平。


     

     

     

     

       

       
       

主要创新点

       

1.创新点:


(1)基于不同来源星载合成孔径雷达干涉测量参数、监测精度与经济性比较分析,提出复杂地形地貌和高植被覆盖率条件下山区公路边坡时序遥感影像变形监测方法与评价策略。


(2)采用典型季节气候特征变化的大气误差修正模型联合角反射器后向散射增强技术,提出适用于多雨气候条件下山区公路边坡时序遥感影像监测精度改进方法。


(3)在公路边坡安全风险分级基础上,综合D-InSAR数据、光学遥感影像数据与时序InSAR数据,构建了基于时序遥感影像技术的区域路网边坡安全状况动态评价方法,提出运营公路边坡安全状况的定性调查与定量分析相结合的定期巡检技术。


2.关键技术方案:


利用雷达向目标区域发射微波,然后接收目标反射的回波,得到同一目标区域成像的SAR复图像对,若复图像对之间存在相干条件,SAR复图像对共轭相乘可以得到干涉图,根据干涉图的相位值,得出两次成像中微波的路程差,从而计算出目标地区的地形、地貌以及表面的微小变化,可用于数字高程模型建立、地壳形变探测等,再以辅助边坡人工巡检,提高边坡管养效率。


3.实施效果:


利用InSAR技术对龙庆高速全路段沿线边坡开展了隐患点排查,共识别出12个隐患点,并对其中6座边坡进行了现场人工核查。InSAR分析结果与现场核查情况基本一致,证明InSAR技术能够很好反映边坡动态变形状况,适合用于辅助边坡巡检工作。并建议在后期日常巡查过程中对K2723+340~K2723+488边坡、K2751+300~K2751+400边坡加强关注。          



     

     

     

     

       

       
       

生产、应用及推广情况

       
本成果已分别在丽水6条山区高速公路、景宁县1900余公里公路等的边坡养护巡检和灾害识别中得到应用,并取得一定实效。其中,在龙庆高速公路全线55km范围内进行应用。完成了半山丘隧道口边坡CR-InSAR监测点布设;完成了龙庆高速公路沿线全部84座高边坡的隐患点排查,共筛查出12处隐患点,指导人工巡检,极大提高了边坡养护管理工作效率。此外,在杭州临安区昌坑线进行应用。采用InSAR技术对隐患边坡进行了形变监测,通过GNSS数据验证了InSAR监测技术测量准确性。完成了昌坑线沿线边坡隐患点识别。在景宁畲族自治县,利用InSAR技术识别出典型边坡隐患点分布区域,指导边坡灾害及隐患现场调查工作。                  

     

     

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