【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地质工程领域，具体涉及一种复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法。
技术介绍
1、高速公路的建设受地形地貌的影响，不可避免的需要穿越地质条件复杂、不良地质作用发育的山区。在山区修筑高速公路，不可避免地需要进行大开挖进而形成大量的高边坡工程。高边坡的开挖改变了原有地质环境的平衡，在地形地质内部和人类工程活动等外部不利因素作用和影响下，存在发生地质灾害的可能性，高速公路的边坡稳定性已成为制约山区高速公路建设的重要问题。此外，由于不良地质现象的隐蔽性以及山区植被茂密、高度较高，在高速公路高边坡施工前对坡体的地质结构特征进行准确预测比较困难，并且在短时间内使既定设计工作充分符合高速公路边坡地质条件也存在较大的难度。综上所述，复杂山区长距离高速公路无论在选线阶段、施工阶段还是运营阶段，均受不良地质现象的威胁。因此，亟需开展基于遥感调查的山区长距离高速公路快速且有效地边坡稳定性评价研究。
2、目前，针对长距离高速公路边坡稳定性评价发展了多种评价方法。传统的基于专家打分的评价方法虽然能够实现快速稳定性评价，但是对于高速公路线状工程，大量的工程边坡造成数据收集和处理耗时，同时无法充分考虑降雨、地震等时间敏感因素对边坡稳定性的动态影响。目前应用广泛的insar技术虽然可以实现大范围、多个边坡的全天候、全天时的监测，但是对于复杂山区，如我国东部植被茂密、覆盖度较高的区域以及隐蔽性不良地质斜坡，其测量精度将会降低，导致边坡稳定性评价结果产生误差。基于现场传感器设备的监测虽然可以提供准确且实时的数据，但是工程边坡的数量导致
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法解决了复杂山区高速公路不良地质斜坡稳定性评价过程中数据获取难度高、数据测量精度低以及稳定性评价不迅速的问题。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法，包括以下步骤：
3、s1、对复杂长距离高速公路线路内的研究区域进行航摄，获取原始点云和影像数据；
4、s2、对原始点云和影像数据进行处理，建立研究区域的三维数据模型；
5、s3、根据三维数据模型对复杂长距离高速公路线路及外扩区域内的不良地质体进行解译和信息提取，获取不良地质体斜坡数据；
6、s4、基于获取的不良地质体斜坡数据，通过快速评价方法对不良地质体斜坡的稳定性进行初评，得到初评结果；
7、s5、对初评结果中不稳定的不良地质体斜坡进行室内稳定性计算，得到详评结果；
8、s6、结合初评结果和详评结果进行综合评价，建立不良地质体斜坡的监测方案和防治措施。
9、进一步地：所述s1包括以下分步骤：
10、s11、根据研究区域的基础资料开展点云密度试验和坡度分析，确定研究区域的林分郁闭度和坡度；
11、s12、从研究区域选取样方区域进行点云密度、林分郁闭度和坡度的关系试验，确定机载lidar原始采样点云密度；
12、s13、根据机载lidar原始采样点云密度和山区长距离高速公路范围，采集研究区域内的原始点云和影像数据。
13、进一步地：所述s2中，三维数据模型包括数字表面模型、数字高程模型和数字正射影像；
14、其中，建立数字表面模型和数字高程模型的方法具体为：
15、根据原始点云构建不规则三角网，通过离散光滑插值方法和结合最大构网距离对不规则三角网进行插值和接边处理，得到数字表面模型和数字高程模型；
16、建立数字正射影像的方法具体为：
17、将影像数据中不同成像情况下的图像拼合为一幅整体图像，根据相邻影像的公共拼接线将单幅整体图像拼接镶嵌正射影像图，将正射影像图按照研究区范围线外扩相应的距离，建立数字正射影像。
18、进一步地：所述s3包括以下分步骤：
19、s31、结合三维数据模型、山体阴影图、区域地质和气象水文资料建立不良地质体的解译标志；
20、其中，所述不良地质体包括滑坡、崩塌、危岩体、岩堆和泥石流；
21、s32、基于不良地质体的发育原理及特征，采用三维模型和二维影像结合的方法，通过人机交互的方式在三维环境中进行不良地质体的解译，获取不良地质体斜坡数据；
22、其中，所述不良地质体斜坡数据包括几何特征信息、地质信息和测绘要素信息，几何特征信息包括坡度、坡向、坡高和起伏度，地质信息包括结构面方位、岩层产状和张拉裂缝，测绘要素信息包括不良地质体边界、面积和体积。
23、进一步地：所述s4包括以下分步骤：
24、s41、根据不良地质体斜坡数据建立不良地质体斜坡稳定性快速评价指标体系，其包括岩质边坡和土质边坡的评价指标；
25、其中，岩质边坡的评价指标包括坡度、坡高、岩体强度、结构面方位、结构面特性、结构面组合和岩体结构类型，土质边坡的评价指标包括坡度、坡高、坡型、天然植被、密实度、含水状态和土体结构；
26、s42、根据相互作用关系矩阵原理建立岩质边坡和土质边坡的评价指标权重，并采用半定量分析法对不同级别或条件下的评价指标给出估值；
27、s43、通过累加各评价指标权重和单因素评价指标估值的乘积，并引入不良地质体斜坡不稳定指数，对不良地质体斜坡的稳定性进行初评，得到初评结果。
28、进一步地：所述s5具体为：
29、基于初评结果中不稳定的不良地质体斜坡，根据原始点云和影像数据建立不良地质体斜坡的精细化三维数值计算模型，对不良地质体斜坡在开挖卸荷工况下、地震工况下和暴雨工况下的稳定性进行计算，获得不良地质体斜坡的稳定性系数、位移云图、速度云图和应力应变云图数据，根据稳定性系数、位移云图、速度云图和应力应变云图数据进行稳定性分析，得到详评结果。
30、进一步地：所述s6中，建立不良地质体斜坡的监测方案和防治措施的方法具体为：
31、针对综合评价为欠稳定的不良地质体斜坡，设置监测仪器对边坡和其局部软弱部位进行监测，并根据监测结果调整边坡的设计优化和施工控制；
32、针对综合评价为不稳定的不良地质体斜坡，根据边坡工程地质条件、岩体结构特征和变形破坏模式设置防治措施进行防护，其中，所述防治措施包括在刷方减载及压脚、坡面防护、支挡工程、锚固工程和排水工程。
33、本专利技术的有益效果为：
34、（1）本专利技术提供了一种复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法，与现有技术相比，将机载lidar技术用于复杂山区长距离高速公路边坡稳定性初评指标数据的获取，降低了评价指标数据获取的难度和成本。同时，在初评的基础上，引入了基于室内稳定性计算的详评结果。结合初评和详评结果，更好的为复杂山区长距离高速公路不良地质体斜坡的监测和防治提供支撑，为复杂山区长距离高速公路边坡稳定性评价提供了一种新方法。...
【技术保护点】
1.一种复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法，其特征在于，所述S1包括以下分步骤：
3.根据权利要求2所述的复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法，其特征在于，所述S2中，三维数据模型包括数字表面模型、数字高程模型和数字正射影像；
4.根据权利要求1所述的复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法，其特征在于，所述S3包括以下分步骤：
5.根据权利要求4所述的复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法，其特征在于，所述S4包括以下分步骤：
6.根据权利要求5所述的复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法，其特征在于，所述S5具体为：
7.根据权利要求6所述的复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法，其特征在于，所述S6中，建立不良地质体斜坡的监测方案和防治措施的方法具体为：
【技术特征摘要】
1.一种复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法，其特征在于，所述s1包括以下分步骤：
3.根据权利要求2所述的复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查评价方法，其特征在于，所述s2中，三维数据模型包括数字表面模型、数字高程模型和数字正射影像；
4.根据权利要求1所述的复杂山区长距离高速公路边坡遥感调查...
【专利技术属性】
技术研发人员：段海澎，曹皓，熊亮，赵建军，董利虎，
申请(专利权)人：安徽省交通控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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