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解读公路勘察设计中高分辨率遥感技术的作用

2020-03-13 432 上传者：管理员

摘要：本文基于我国自主知识产权的高分遥感技术及其在公路勘察设计中的应用，侧重探讨了该技术在工程地质调绘、真实感三维景观显示、不良地质体变形趋势、路网、交通量信息、影像大数据管理等方面的应用方法，以期为高分技术在水路交通、铁路交通、航空交通方面的大力推广提供助力，进而为交通运输行业技术发展提供新思路。

关键词：
交通运输
公路勘察设计
遥感技术
高分辨率
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2006年国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》将高分确定的16个重大专项之一，建设基于卫星、平流层飞艇和飞机的高分辨率先进观测系统，与其他观测手段相结合，形成全天候、全天时、全球覆盖的对地观测能力，建成我国自主陆地、大气、海洋先进对地观测系统，为现代农业、防灾减灾、资源环境、公共安全等重大领域提供服务和决策支持，确保掌握信息资源自主权，促进形成空间信息产业链。在中美贸易战持续发酵的背景下，高分遥感技术在公路勘察设计中的应用，无疑会削弱美国等国外遥感影像技术在全球的影响力，增强我国高科技企业的自身竞争力。

一、高分遥感技术简介

遥感技术作为宏观观测的技术手段，已在公路勘察设计领域得到了具体应用，但当时的遥感影像主要以国外卫星为主，2014年8月我国发射高分二号卫星，空间分辨率优于1米，同时还具有高辐射精度、高定位精度和快速姿态机动能力等特点，标志着中国遥感卫星进入亚米级“高分时代”，提高我国高分辨率对地观测数据自给率。高分卫星能够提供0.8米分辨率全色影像和3.2米的多光谱影像，能够满足交通行业应用需求。

本次研究将借助高分系列遥感卫星数据，重点利用国产“高分一号”、“高分二号”卫星，以其覆盖范围大、时效性强、客观真实、高分辩率、多光谱特性等特性。通过对多光谱信息的处理能够得到信息丰富、图像更清晰、分辨率更高的高分遥感影像，能够快速的识别工程地质背景资料和不良地质，更好地服务公路勘察设计，同时利用高分遥感技术开展工程地质调绘，通过宏观不良地质体解译，可以及时获取路线走廊带不良地质分布规律，通过重点勘察，集中突破，确保勘察设计质量的全面提升。

高分卫星提供的遥感数据更新周期为65天/次，具有时效新、空间分辨率高等特点，可以做为建立不良地质体的动态监测基础数据，满足重点地质灾害区的长期观测需求；同时还可以利用高分历史数据，对不良地质体的发展过程进行追溯，全面了解不良地质体的发生趋势。

二、高分辨率遥感技术在公路勘察设计中的应用

(一) 高分遥感在工程地质调绘的应用

传统的工程地质调绘多采用人工外业调查，室内整理完成的；而利用高分遥感开展工程地质调绘，则可以利用遥感影像开展室内解译，外业重点区域调查方式完成，就是利用高分遥感宏观真实、高分辨率、多光谱等特征，开展地形地貌、工程地质、水文地质解译和识别研究，开展工程不良地质、特殊性土体信息提取技术研究，特别是断裂构造、滑坡、泥石流、黄土、沼泽、软基等不良地质体、特殊性岩土的信息提取，从而提高不良地质提的提判读效率和识别准确率，提高工程地质调绘质量和效率。

(二) 高分遥感影像构建三维模型

利用高分遥感影像、数字高程模型，可以构建公路路线方案研究建模所需的真实三维模型。高分遥感影像具有宏观性强、时效性强、空间分辨率高等特性，特别是高分遥感的0.8米分辨率，通过添加控制点生成1：5000至1：10000遥感影像图，满足工可、初步设计阶段所需的基础资料。为路线方案研究工作提供全面直观、真实可靠、时效性强的虚拟三维环境。

(三) 高分遥感影像多时相性显示不良地质体变形趋势

利用高分遥感影像的不同时间段历史数据，获取公路勘察项目区重点路段的历史高分影像，建立识别不良地质体的模型，提高形变分析工作的可靠性，借助三维空间展示建立不良地质体历史演化过程，获取不良地质体变化规律及衍化趋势，特别是滑坡、崩塌及泥石流，了解其形成规律，变形特点，从而可以更加准确的判断不良地质体特性，有助于预测不良地质体的发生，有效制定预防措施。

(四) 高分遥感影像提取路网、交通量信息

利用实时的高分遥感影像可以提取路网、交通量信息。利用高分遥感数据的高分辨率、快速更新等特性，可以对车流量比较大或者部分临河陡壁等危险路段进行测量，确保人员安全，对道路交通无干扰，能够迅速取得交通路网、道路车辆分布等数据，提高交通基础设施的安全分析评估能力。

(五) 多源异构高分遥感影像大数据管理

高分影像内容翔实、信息量大，数据量也大，特别是高分遥感数据的多时相性，即同一地区的不同时间段、不同数据源的遥感影像，加上大量矢量化的交通基础数据、地理信息数据以及相关历史数据，需要建立统一的大数据管理机制。为此将利用地理信息海量数据管理技术开展多源异构、不同时相数据管理，通过设置空间坐标及坐标转换机制，数据索引体系，建立历史数据的版本管理、新增数据更新维护，实现对高分遥感大数据的管理、更新和查询调用，从而更好的为公路勘察设计以及运营管理服务。

三、结束语

高分遥感技术已广泛应用于公路勘察设计的多个环节，从前期的选线优化路线布局，到勘察设计阶段以及后期养护的数据管理，发挥了高分影像速度快、周期短，不受高山、冰川、沙漠和恶劣气候条件的影响等特点，具有较高的社会效益和经济效益。高分遥感技术不仅可以在公路勘察设计方面广泛应用，也可以在水路交通、铁路交通、航空交通方面等方面发挥优势，在交通运输行业中大力推广应用高分遥感技术，可以为交通运输业加快转型升级、构建综合交通运输网、提高交通应急保畅能力提供了新思路和新手段。

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