该稿件发表于《资源导刊》杂志2024年第11期(总第483期),原文如下:
遥感监测守护交通安全
——河南省地质局矿产资源勘查中心助力交通地质灾害防治纪实
“我们将遥感技术融入交通安全服务,完成全省普通公路沿线形变监测,提取出1293处地质灾害隐患点。”近日, 说起利用遥感技术监测交通地质灾害隐患工作,河南省地质局矿产资源勘查中心主任张长杰说。
近年来,河南省地质局矿产资源勘查中心紧跟时代步伐,充分发挥创新优势,将遥感技术深度融入交通安全服务,构建“天一空一地”一体化地质灾害早期识别和监测体系,服务交通地质灾害防治,为河南省的“智慧交通”建设提供了有力支撑。
“天”上查
交通乃兴国之利器,强国之基石。做好交通安全工作首要的就是找到隐患点在哪儿,这不仅是交通地质灾害防治的第一道门槛,更是一大难题。
该中心依托两个省部级科技平台——自然资源部国土卫星遥感应用中心河南地矿分中心、河南省自然资源卫星应用技术中心,以及一个厅级科技平台——河南省自然资源科技创新中心(天空地遥感智能监测研究), 以合成孔径雷达干涉测量(InSAR)、机载激光雷达(LiDAR)、实景三维等新型测绘技术为支撑,针对河南省地形复杂,特别是西高东低且地势起伏大、西部植被茂密等特点,研究且运用融合实景三维的交通地质灾害隐患综合遥感识别技术,开展多源合成孔径雷达干涉测量技术数据协同处理研究,并利用陆探一号卫星数据,处理3105 景L波段遥感数据。同时,技术人员通过InSAR技术进行长时序全省范围内普通公路沿线形变监测,完成三门峡市、洛阳市、南阳市、平顶山市、济源示范区、郑州市、焦作市等地的地表形变监测,解算覆盖全省普通干线公路的全部陆探一号卫星数据,形成时序监测结果,进而提取道路、桥梁、隧道口、采空区、高填方路段等主要承灾体形变信息,从而精准找到隐患点在哪儿。
“我们还构建了‘天-空-地’一体化的地质灾害早期识别和监测体系,该体系如同医生的‘望闻问切’,能够综合判断交通地质灾害‘病征’,找准‘病灶’,为政府及相关部门提升交通地质灾害防治能力提供数据支撑。”张长杰说。
截至目前,该中心已提取出普通公路滑坡隐患353处、崩塌隐患643处、沉降隐患173处、边坡隐患75处、水毁隐患43处、泥石流6处。
“空”中看
“为克服卫星遥感排查精度易受影像时相、观测角度、植被遮挡、云雾天气等因素的制约和影响,我们采用机载三维激光雷达和无人机实景三维技术作为补充,有效解决了此类问题。”该中心卫星应用研究所所长高彦涛说。
该中心基于现有普查灾毁点和地质灾害点,结合灾毁地形因子、岩土结构、植被指数、降雨指标和人类工程活动等多项指标,划定灾毁易发区域,并选取重点路段进行无人机激光雷达巡检。目前,已获取约100千米的重点路段模型和40处重点点位的三维模型。
与此同时,基于厘米级精度的道路三维激光点云数据,该中心提取地物要素并绘制专题图,采用自动化和半自动化作业方式处理公路基础数据,实现地图矢量化;使用激光雷达智能巡检设备,辅助完成现场环境踏勘、基础地理环境数据采集、高精度实景三维重建。通过对比激光雷达多期数据,该中心监测沿途边坡、路基的形变情况,划定滑坡体的后缘、前缘位置,确定滑坡体边界、规模、体量和形态特征,从而精确掌握隐患点的形变特征,为道路灾毁稳定性分析提供可靠依据。
“地”面核
为确保数据的准确性,该中心组织技术人员对三门峡市、洛阳市等地形复杂地区开展现场调查评估,综合考虑地形地貌特征、地下水状况、地质条件等孕灾条件和区域灾害险情历史记录,圈定重点隐患点,现场拍照取证、填写普查表并完成调研报告。
“针对重点隐患点,我们组织专家开展现场调查评估,确定影响因子,提供有效治理方案,为地方政府决策提供科学依据。”张长杰说。
该中心通过现场调查评估共提取出三门峡市等地质灾害隐患点425处,已完成现场核查104处。
“下一步,我们将继续秉持创新精神,强化智慧多学科交叉研究,积极主动探索多市场化应用,加快形成智慧交通领域新质生产力,为河南省乃至全国的交通安全事业贡献更多智慧和力量。”张长杰说。