一种基于InSAR和钻孔摄像技术的潜在滑坡区域确定方法技术

本发明专利技术的一种基于InSAR和钻孔摄像技术的潜在滑坡区域确定方法，采用如下技术方案：S1选取研究区域范围和InSAR技术手段；S2获取不同时域InSAR历史影像数据，并对数据进行处理；S3获取研究区域内多时域地表变形速率，并提取研究区域内地表变形位移时间曲线，根据历史影像、地形地貌数据以及位移时间曲线综合确定滑坡风险地表变形速率门槛值，确定研究区域内潜在滑坡体位置和范围；S4在潜在滑坡体区域内布设钻孔，借助钻孔摄像设备采集钻孔内数字图像信息，S5通过分析钻孔数字图像确定岩体内节理倾向角，勾勒潜在滑动面轮廓线，确定潜在滑坡体深度。本发明专利技术不仅可以准确快速确定滑坡位置和范围，避免大范围、低效率的现场踏勘，而且还提高了工作效率和准确度。提高了工作效率和准确度。提高了工作效率和准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于InSAR和钻孔摄像技术的潜在滑坡区域确定方法


[0001]本专利技术涉及边坡工程
，更具体的说是涉及一种基于InSAR和钻孔摄像技术的潜在滑坡区域确定方法。

技术介绍

[0002]一直以来，无论是自然边坡亦或是人工边坡，世界范围内滑坡灾害时有发生，一旦发生就会给社会公共安全和经济发展带来巨大威胁。然而，滑坡的发生不仅受到自然因素的影响(诸如地质构造、岩体力学性质、降雨、地震等)，同时也与人为工程活动有关(工程开挖、采矿等)。然而，无论是何种因素诱发的滑坡地质灾害，如若能在滑坡发生前开展灾害识别，准确捕捉滑坡体变形、位移前兆信息，进而查明潜在滑坡体位置、范围和深度，不仅为灾害风险评估提供有力数据，还可以为灾害应急处置和重大工程选址提供支撑资料。
[0003]现有技术确定潜在滑坡区域的方法有人工调查法、遥感测量法、力学或数学模型分析法。其中人工调查法是通过人力手段采区地质踏勘方式，利用罗盘、钢尺以及测斜仪等设备，对坡体进行调查，但这种方法效率低、评估周期长、成本高。此外，地勘钻孔法只关注取出的岩芯完整性，忽略了岩体内部节理裂隙产状与滑坡形成的内在关联性。
[0004]遥感测量法是指利用先进的遥感测量方式，诸如合成孔径雷达干涉测量、无人机等技术设备，对评估范围内的物体进行测量分析，确定潜在滑坡位置。这种方法存在的问题是，只能表征坡体表面变形，不提供任何滑坡体内部信息，然而，滑坡的发生不仅与坡体表面变形相关，更重要的是与坡体内部岩体力学性质、结构面产状和地下水赋存状态有关，忽略坡体内部信息会导致评估结果产生严重误差。
[0005]力学或数学模型分析法是通过分析典型位置坡体的力学状态，利用数学手段计算求解。这种方式需要评估人员具备专业的知识储备和能力，此外，数学模型往往进行大量的简化，导致评估结果准确性不佳，而且计算时边界条件复杂，会出现不收敛等情况导致无法进行计算。
[0006]因此，提出一种能够更加准确快捷地确定潜在滑坡位置、范围和深度的方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，为实现更加便捷、快速地确定潜在滑坡位置、范围和深度，本专利技术提供了一种基于InSAR和钻孔摄像技术的潜在滑坡区域确定方法。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]S1、选取研究区域范围和InSAR技术手段；
[0010]S2、获取不同时域InSAR历史影像数据，并对数据进行处理；
[0011]S3、获取研究区域内多时域地表变形速率，并提取研究区域内地表变形位移时间曲线，根据历史影像、地形地貌数据以及位移时间曲线综合确定滑坡风险地表变形速率门槛值，基于地表变形门槛值确定研究区域内潜在滑坡体位置和范围；
[0012]S4、在潜在滑坡体区域内布设钻孔，借助钻孔摄像设备采集钻孔内数字图像信息。
[0013]S5、通过分析钻孔数字图像确定岩体内节理倾向角，勾勒潜在滑动面轮廓线，确定潜在滑坡体深度。
[0014]优选的，所述步骤S1中InSAR技术手段包括但不限于，D
‑
InSAR、 GB
‑
InSAR、PSInSAR或SBAS
‑
InSAR。
[0015]优选的，所述步骤S2中，获取不同时域InSAR历史影像数据，是指可提供用于InSAR监测的单视复数影像数据。
[0016]优选的，所述步骤S2中，对数据进行处理，是指对获取的SAR图像进行影像对组合，选取开始时间卫星影像作为基准影像。
[0017]优选的，所述步骤S2中，对数据进行处理，在基准影像的基础上进行配准、重采样、干涉与去平、相位解缠、轨道精炼、去除误差以及地理编码。
[0018]优选的，所述步骤S3中，获取多时域地表变形速率，并提取典型位置地表变形位移时间曲线，是指将所述步骤S2中，处理后的SAR数据获取WGS84 坐标系下的地表累积变形速率，并通过分析不同时域InSAR干涉图像的条纹中获取位移随时间变化信息。
[0019]优选的，所述步骤S3中，根据历史影像、地形地貌数据以及位移时间曲线综合确定滑坡风险地表变形速率门槛值，是指综合分析评估区域内的地形变化并结合InSAR地表变形速率云图和典型位置位移曲线，确定允许累积变形量值，对于异常变形数据加以分析辨识，有助于提高判别准确性。
[0020]优选的，所述步骤S3中，基于地表变形门槛值确定研究区域内潜在滑坡体位置和范围，是指剔除异常数据后变形大于门槛值的区域，确定为潜在滑坡体位置，由于滑坡区域恰是地表累积变形大的区域，由此根据InSAR地表累积变形量值圈定潜在滑坡体范围。
[0021]优选的，所述步骤S4中，在潜在滑坡体区域内布设钻孔。是指由所述步骤S3中确定潜在滑坡体位置，布设多形式钻孔，包括但不限于梅花形、三角形、菱形和之字形。
[0022]优选的，所述步骤S5中，通过分析钻孔数字图像确定节理的倾向角，勾勒潜在滑动面轮廓线。是指通过分析钻孔内数字图像，并在图上标注优势节理，控制结构面轮廓线即为潜在滑动面轮廓线，其中优势节理是指钻孔图像中节理宽度>10.0mm，且倾角大于60
°
的节理。
[0023]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0024]本专利技术的有益效果为：本专利技术将InSAR地表变形与数字钻孔摄像技术手段结合，应用于潜在滑坡体位置、范围和深度识别中，不仅可以准确快速确定滑坡位置和范围，避免大范围、低效率的现场踏勘，极大地提高了工作效率和准确度，降低了成本；数字钻孔摄像确定潜在滑动面深度，有效地弥补了InSAR不能提供岩体内部信息的不足，又可以充分表征岩体内部节理分布状态；由整体到局部，由表面至内部，从宏观到细观，多层次、多角度数据综合分析，不仅为灾害风险评估提供有力数据，还可以为灾害应急处置和重大工程选址提供支撑资料。
附图说明
[0025]图1为本专利技术流程图；
[0026]图2为本专利技术数字钻孔摄像确定潜在滑动面示意图；
[0027]图中，1—研究区域坡体，2—计算机，3—深度脉冲发射器，4—电缆绞车，5—全景式探头，6—钻孔，7—节理倾角，8—潜在滑动面。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]实施例1
[0030]本专利技术实施例公开了一种基于InSAR和钻孔摄像技术的潜在滑坡区域确定方法，包括以下步骤：
[0031]S1、选取研究区域范围和InSAR技术手段；
[0032]在一个具体实施例中，步骤S1选取2km
×
2km矩形范围作为研究区域，目标坡体位于研究区域中部，鉴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于InSAR和钻孔摄像技术的潜在滑坡区域确定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、选取研究区域范围和InSAR技术手段；S2、获取不同时域InSAR历史影像数据，并对数据进行处理；S3、获取多时域地表变形速率，并提取研究区域内地表变形位移时间曲线，根据历史影像、地形地貌数据以及位移时间曲线综合确定滑坡风险地表变形速率门槛值，基于地表变形门槛值确定研究区域内潜在滑坡体位置和范围；S4、在潜在滑坡体区域内布设钻孔，借助钻孔摄像设备采集钻孔内数字图像信息；S5、通过分析钻孔数字图像确定岩体内优势节理倾向角，勾勒潜在滑动面轮廓线，达到确定潜在滑坡体深度目的。2.根据权利要求1所述的一种基于InSAR和钻孔摄像技术的潜在滑坡区域确定方法，其特征在于，所述步骤S1的InSAR技术手段包括但不限于，D
‑
InSAR、GB
‑
InSAR、PSInSAR或SBAS
‑
InSAR。3.根据权利要求1所述的一种基于InSAR和钻孔摄像技术的潜在滑坡区域确定方法，其特征在于，所述步骤S2中，获取不同时域InSAR历史影像数据，是指可提供用于InSAR监测的单视复数影像数据；所述步骤S2中，对数据进行处理，是指对获取的SAR图像进行影像对组合，选取开始时间卫星影像作为基准影像。在基准影像的基础上进行配准、重采样、干涉与去平、相位解缠、轨道精炼、去除误差以及地理编码。4.根据权利要求1所述的一种基于InSAR和钻孔摄像技术的潜在滑坡区...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓德亮，孙维，郭建军，聂晓艳，任云龙，杨成财，刘柬，王秀兰，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：