铁路工程地质遥感雷达图像应用分析

研究目的:遥感图像(含航片和卫星影像)的判释与应用已成为铁路工程地质勘测不可或缺的手段之一.本文针对雷达遥感图像的铁路工程地质应用较少的状况,介绍雷达遥感图像的影像特征、彩色合成和图像处理方法,分析铁路工程地质遥感中雷达图像的应用效果;总结雷达遥感图像在不同的地质应用中特定的雷达回波响应特征,为铁路工程地质遥感雷达图像数据的选择(波段、极化、入射角、视向等)提供科学依据.研究结论:(1) 以岩性识别和地质构造解译为例,表明雷达遥感影像在工程地质应用中具有良好的判释效果;(2) 建议铁路工程地质遥感应用中发挥雷达遥感图像具有的独特优势,与光学遥感影像互补使用,并加强应用与推广,不可偏废.     

数据融合技术在铁路地质遥感判释中的应用研究

判释效果。为提高地质遥感判释的精度和质量,本文探讨数据融合技术在地质遥感判释中的应用。研究结论:(1)采用多源数据融合技术进行地质遥感判释,可提高不良地质判释的准确度;(2)二维和三维遥感判释相结合,可实现不良地质由定性到定量的判释和分析;(3)今后应加强遥感与物探等勘察手段的融合应用研究,拓宽地质遥感判释的应用范围。     

遥感技术在库格铁路阿尔金山区地质选线中的应用

阿尔金山地区山高坡陡、地质构造复杂、不良地质多且规模大,这些都为库尔勒至格尔木铁路地质选线带来较大的困难。因此,充分发挥遥感技术的优势,收集遥感图像及地形、地质图,进行遥感图像处理与提取地学信息,并相互叠加,根据图像反映的各类影像特征,综合野外调查,建立该区域的解译标志,开展中、大比例尺的遥感地质判释。综合应用遥感解译和地质调查手段,查明了测区地质构造和重大不良地质的分布特征,为大面积工程地质选线、优化线路方案提供了重要依据,为工程地质测绘勘探布置提供了指导性意见。     

提高遥感图像判释能力和应用效果的综合研究

为了充分利用和揭示有用的遥感信息,把影响判释和应用效果的因素用系统工程观点整合在一起。从系统工程观点出发,把工程地质遥感判释标志、遥感技术应用方法、计算机辅助判释及提高遥感图象处理能力等组合在一起进行研究,形成最优的工作组合模式。研究结果表明:利用工作组合模式开展遥感技术应用,有助于提高遥感图像判释能力和应用效果。     

包银铁路断裂构造遥感勘察与地质选线

研究目的:新建包头至银川铁路甘德尔山区域地貌破碎,陡崖遍布,地质调绘工作困难重重。山前发育隐伏及活动断裂构造,加大了地质选线的难度。为查明区域断裂构造分布特征,研究采用高分辨率遥感、多光谱遥感和三维遥感相结合的综合判释方法,开展区域断裂构造判释工作,从而为地质选线提供基础资料。研究结论:(1)采用多光谱和高分辨率结合的三维遥感判释方法能够有效判释断裂构造信息,并提高了判释准确度;(2)查明了影响线位的本井-磴口隐伏大断裂位置,以及甘德尔山西缘断裂的分布特征,得到该区断裂构造54条,其中甘德尔山西缘断裂构造17条;(3)借助自主开发的外业验证终端及信息综合管理系统,实现了现场验证数据一体化采集、录入及综合管理;(4)通过对甘德尔山越岭方案进行综合比选,东侧方案绕避了活动断裂和采空区,且围岩状况相对较好,整体要优于中间方案和西侧方案;(5)本研究结果可广泛应用于山区铁路断裂构造勘察和地质选线工作。     

遥感图像在铁路张双线的应用

通过遥感图像判释结合地面核实调查,查明了地方铁路张双线的地形地貌、地层岩性,以及断裂构造、崩塌、落石及采空区等不良地质的工程地质特征,为地质勘察提供了一套在复杂山区开展工作的有效方法。     

铁路工程地质填图雷达遥感应用研究

遥感技术的应用已成为铁路勘测设计不可或缺的手段之一，但雷达遥感图像的铁路工程地质应用极少。利用新疆北部山区SIR—C雷达遥感数据，通过遥感数字图像处理与增强，生成雷达遥感假彩色合成影像应用于岩性判释与填图。对不同岩性岩石，利用极化雷达提供的地表岩石的多种散射信息作为输入进行计算机神经网络分类，岩性识别分类的总精度为62．6％。与常规雷达数据分类对比，分类精度与岩石识别正确率均有显著提高。研究表明雷达遥感图像的解译填图在工程地质应用方面具有一些不可替代的独特优势，但利用计算机解译与自动分类的精度仍然难以满足生产要求。     

铁路工程地质遥感信息的处理方法研究

从系统工程和信息论的角度提出了对铁路工程地质信息的理解和分析。用部分研究项目的卫星遥感图像进行断裂、褶皱、岩性等信息模型描述和处理效果的对比。认为:采用功能组合的图像处理方法是萃取信息的有效方法;多个处理功能实施时,处理功能必须有序的使用;在增强提取岩性信息时,采用对光谱维的幅度参数图像进行KL压缩,选择压缩后的前三个波段合成彩色图像,具有较好的效果。从色度学和视觉响应特性的匹配关系,提出假彩色图像波段赋色,应当按照波段信息量从主到次的顺序与蓝、红、绿色别对应。     

三维影像遥感技术在滇藏线预可行性研究中的应用

利用ERDAS IMAGINE8.4版图像处理软件，对滇藏线原始数据经地校正、数字正射影像镶嵌、假彩色合成图像增强处理后，通过DEM的获取、生成与遥感图像的配准，制作具有三维视感的地貌影像图及可视化飞行电影动画，提取工程地质灾害、地质构造信息，从工程地质角度对新建铁路滇藏线预可行性做出评价。     

川渝铁路东通道遥感地质工作

本文简要叙述了遥感技术在 8万 km2 范围内 ,对四川、重庆向东的三条铁路线的方案比选工作的应用情况。文中重点叙述利用卫星图像开展宏观背景的研究 ,以及卫星图像与航空遥感图相结合 ,开展工程地质判释的概况。遥感判释为方案比选提供了客观全面的工程地质条件评价意见。并最后从区域地质构造背景、各条线通过的不良地质情况以及各条线主要工程地质问题三方面 ,对三条线的工程地质条件进行了综合分析评价     

青藏线冻土不良地质现象应用遥感技术的研究

本文介绍了利用了解遥感技术研究冻土不良地质现象的工作方法,通过建立判释标志,对遥感图像进行人工判释和计算机监督分类,可以有效地提了以各类冻土不良地质现象的特征影像信息,进而分析和研究它们的发育规律.     

三维“大场景”遥感技术在西康高铁地质勘察中的应用

包家山越岭段地形地质条件复杂、岩石软硬不均、不良地质和断裂构造发育,为西康高铁地质选线带来较大的困难。为提高勘察效率和质量,根据区域地质资料、三维大场景遥感影像特征及野外调查,建立工作区地质构造解译标志,对其地质构造、地层岩性及不良地质体进行遥感判释。综合三维大场景立体遥感技术和野外调查手段,建立岩类基本的遥感影像解译标志,以便对岩性进行综合判释;调查验证测区的地质构造及不良地质体的分布状态及规模,分析滑坡等不良地质现象的分布、规模及其特征。取得了较高精度的遥感地质解译信息,判释准确率较高,为铁路选线方案提供重要依据。     

遥感技术在蒙华铁路地质勘察中的应用研究

研究目的:蒙西至华中地区铁路通道工程浩勒报吉至三门峡段风沙、煤窑采空、黄土滑坡、崩塌等不良地质发育,同时沿线地貌类型复杂,沟壑纵横,大范围地面调绘工作开展困难。为优化地质调绘方法,提高不良地质勘察效率和质量,研究利用遥感判释技术进行沿线不良地质勘察。研究结论:(1)研究采用高分辨率遥感和三维遥感技术相结合的方法,进行沿线不良地质遥感判释,查明了沿线不良地质分布特征;(2)划分出沿线毛乌苏沙漠区风沙分布特征,识别出煤窑采空分布范围,判释出270余处黄土滑坡和崩塌,判释准确率高于85%;(3)高分辨率遥感和三维遥感技术的综合应用可满足多类型不良地质勘察的需要,为地质选线提供了直接参考;(4)该研究成果可应用于艰险山区长大线路工程不良地质勘察工作。     

基于TM影像自动获取冲洪积扇信息模型研究

研究目的:冲洪积扇在遥感影像上有其特有的色调、纹理和亮度等遥感特征,由于冲洪积扇区多是松软土分布区,是影响工程的重要因素之一,利用遥感影像确定冲洪积扇分布范围,用以指导工程选址,是遥感解译工作的重要组成部分。传统的冲洪积扇遥感解译以目视解译为主,其速度慢、周期长,工作量大,难以满足当前铁路、公路高速发展的需求。通过分析研究冲洪积扇的地形地貌和遥感影像特征,基于TM影像,建立冲洪积扇信息提取模型,实现利用算法从影像上自动快速提取冲洪积扇的方法,成果快速地用于指导工程地质选线工作。研究结论:基于冲洪积扇的遥感机理,构建的集冲洪积扇指数、植被指数、湿度指数和地形数据为一体的冲洪积扇信息遥感自动提取模型,能快速、有效地提取TM影像中的冲洪积扇信息,实现了冲洪积扇遥感解译的自动化。     

铁路遥感地质勘察技术体系研究

研究目的:铁路工程地质勘察过程中存在人工调查范围窄、外业劳动强度大、工作进度缓慢、质量难以保证的问题,遥感技术可以弥补地面调查的不足,辅助地质调绘和勘探布置,作用显著。但实际应用中由于遥感手段单一、目视解译精度有限而造成后期勘察阶段应用不深的现状,需要建立遥感勘察技术体系,达到精细指导地质测绘,提高铁路选线质量,减少外业工作量的目的。研究结论:(1)铁路遥感地质勘察技术体系由遥感图像选取、多源资料管理、图像解译、遥感评价和综合勘察等九大模块组成,形成了以遥感调查为主的新型工程地质勘察模式;(2)借助现代遥感多尺度对地观测技术和大比例尺解译技术,能够准确获取具有现势性的地质灾害、地表变化、人工活动等有效信息,补充了区域地质资料的不足;(3)铁路遥感地质勘察技术体系具有信息化、标准化和系统化的特点,可形成行业技术标准和作业程序;(4)本文的研究成果可适用于铁路选线、工程地质调查和勘探布置工作。     

铁路工程地质遥感调查中的图像解译质量分析

铁路工程地质遥感调查中,由于地质现象的特殊性和解译环境的复杂性,常造成工程地质特征信息多具不确定性和多解性,影响了遥感图像解译质量。重点研究了遥感图像解译质量影响因素,分析了图像分辨率、成图比例尺和解译精度的相互关系。最终得出以下结论:在给定成图比例尺可以计算出最适合分辨率的遥感图像;图像地面分辨率是评价图像质量的关键指标,是定量分析工程地质特征解译精度、成图比例尺的可靠依据;采用多源遥感与地学空间数据整合方法,有利于解译质量的提高。     

铁路工程地质遥感图像解译质量分析

研究目的:遥感技术在铁路工程地质勘察过程中,由于地质现象的特殊性和解译环境的复杂性,造成工程地质特征信息的不确定性和多解性,影响了遥感图像解译质量。通过对影响解译质量的图像空间分辨率、成图比例尺和解译精度要素进行定量分析和因子评价,建立遥感图像空间分辨率与合理成图比例尺的数学关系,以及遥感图像空间分辨率与工程地质特征解译精度之间的数学关系。研究结论:图像空间分辨率是决定影像解译精度的一个重要指标,在给定成图比例尺的条件下,可计算出最适合分辨率R的遥感图像,也可得到对遥感图像进行纠正的地形图的比例尺M,其数学关系为R={(L×M)/2～Rmin};图像地面分辨率RG为评价图像解译质量的关键因子,可以定量计算出遥感解译精度(工程地质特征点P、线P′、面P″),其数学关系为RG=3P′=13P″=22a。     

南昆铁路施工阶段遥感工程地质调查的应用

本文根据以往铁路施工过程中暴露的地质问题,提出在施工阶段应用遥感技术进行地质调查的必要性,认为施工阶段应用遥感技术可发挥较好的作用,并以南昆铁路为实例,叙述了施工阶段应用遥感进行地质调查的可行性和优越性.在南昆铁路施工中共进行了15个工点(地段)的遥感工程地质判释,提供的成果经施工验证,绝大部分是正确的.最后认为在某些情况下,有针对性地开展遥感地质判释是可行的,并指出施工阶段应用遥感技术是一次突破性进展,它拓宽了遥感地质应用范围,具有广阔的应用前景,但有些问题也仍待摸索和总结提高.     

基于遥感影像的铁路工程制图立体视错觉分析

基于遥感影像的铁路工程制图中,山脊与山谷常出现混淆的视错觉现象。为了利用有益的视错觉现象,消除有害的视错觉现象,从视觉空间认知中的纳克立方体入手,研究图形与背景的关系,并通过实验以及工程实践,进一步分析基于遥感影像的铁路工程制图中立体视错觉现象的类型、产生原理及条件,并探讨其应用和校正方法。研究表明：(1)立体视错觉现象在北半球山区遥感影像中普遍存在,以我国地势第一台阶和第二台阶表现较为典型;(2)产生立体视错觉的3种地貌类型为：正弦波形连绵山地区域、台地以及“U”形冲沟;(3)产生立体视错觉的原因包括：日照条件、影像分辨率、图像对比度;(4)水体的立体视错觉分为3种情况(凸出效果、凸出与凹陷混淆效果、凹陷效果);(5)正弦纹形地貌及形台地的遥感影像立体视错觉可以采用DEM渲染法或三维场景法进行校正,“U”形冲沟立体视错觉只能通过三维场景法进行校正。     

多源遥感技术在艰险山区铁路地质勘察中应用

研究目的:随着我国铁路建设重心向中西部转移,艰险山区铁路明显增多。针对某山区铁路工程地质勘察需求,研究采用多光谱遥感、热红外遥感、雷达遥感、高分辨率遥感和三维遥感相结合的综合判释方法,开展沿线断层、高地温、滑坡、崩塌、泥石流、不稳定斜坡、岩屑坡、冰川融蚀等地质问题的解译工作。研究结论:(1)利用多光谱遥感、雷达遥感相结合的方法,解译沿线断层500余条,基本查明了构造分布特征;利用高分三维遥感技术,解译各类不良地质150余处,为重要工点方案比选提供了参考;(2)分析了该线断层、崩塌、滑坡、泥石流等不良地质,以及冰川融蚀、岩屑坡等冰缘地貌的遥感解译标志特征,并提出了需要进一步开展的遥感工作内容;(3)本研究成果可应用于艰险山区铁路工程地质勘察及设计选线。