【技术实现步骤摘要】
地质约束的城市深埋条带通道红外成像探测方法及系统
[0001]本专利技术属于地球物理学与遥感技术交叉领域，更具体地，涉及一种地质约束的城市深埋条带通道红外成像探测方法及系统。
技术介绍
[0002]目前，国内外利用热红外成像技术对城市地下通道/管线目标探测方法的研究，采用的手段多为基于多时相红外图像的地下目标探测方法，该方法数据样本量大且获取难度较高，研究对象目前仅限于埋深较浅且具有一定特性的城市地下管线类目标，存在很大的局限性；基于微波增强红外成像技术的地下目标探测方法的研究对象为浅埋金属地下目标，利用微波穿过地表层作用于地下埋藏的金属目标，目标由于受到微波照射而发热，再经过红外热成像系统探测，难以适用于对其他非金属类型地下目标的探测，且需要微波发射源，无法实现远距离、大范围和被动探测。
[0003]针对城市内较深层条带地下目标红外遥感探测方法的研究，此前提出一种平面地形中地下管状设施红外成像探测定位方法，该方法避免了多时相红外图获取困难的问题，根据地下管状设施的能量扩散的高斯模型，通过对地下管状设施经地层调制后形...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种地质约束的城市深埋条带通道红外成像探测方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）根据城市街道DEM数据和城市街道对应的地质数据，建立城市分层三维温度场模型；其中，所述城市分层三维温度场模型包括城市地面道路覆盖混凝土材料的三维温度场模型和城市街道地下岩层的三维温度场模型；（2）通过城市分层三维温度场模型计算城市地层地质背景热流通量；且基于DEM数据，采用太阳总辐射能量分布模型计算城市地面太阳辐射总能量；（3）从条带地下目标对应区域的红外遥感图像中滤除城市地面太阳辐射总能量；（4）结合DEM数据，在经过步骤（3）处理后的所述红外遥感图像中分层滤除所述城市地层地质背景热流通量，获取城市街道深埋条带通道的扰动信号图像；（5）对城市街道深埋条带通道的扰动信号图像预处理后，采用反演探测方法探测定位，获取条带地下通道的位置信息；其中，所述城市分层三维温度场模型为基于条带地下条带通道的几何特性、城市地层背景热辐射特性和条带地下通道的热辐射特性构建的模型；所述太阳总辐射能量分布模型为通过太阳直接辐射分布和太阳散射辐射分布构建的模型。2.根据权利要求1所述的城市深埋条带通道红外成像探测方法，其特征在于，对城市街道深埋条带通道的扰动信号图像进行预处理的方法，包括以下步骤：a.根据热传递在时间和空间上的连续性，采用矩形结构元素，对探测的扰动信号图像进行灰度闭运算处理，恢复扰动信号中不连续的信号；b．对灰度闭运算处理后的扰动信号图像进行二值化处理，利用基于canny算子的边缘检测方法，得到条带通道的边缘信息；c．对经过步骤b处理得到的图像中连通区域进行填充。3.根据权利要求1或2所述的城市深埋条带通道红外成像探测方法，其特征在于，所述太阳直接辐射分布的获取方法为：将大气层上界所接收的太阳辐射、太阳直接辐射的大气透过率和太阳高度角的正弦函数相乘，获取太阳直接辐射分布；所述太阳散射辐射分布的获取方法为：根据DEM数据的各栅格，计算半球视域；将所述半球视域与太阳位置和天空信息相结合，将所述半球视域分割成若干扇区；将若干所述扇区分割成若干区域，分别对若干区域中的太阳散射辐射量进行计算，叠加获取整个扇区的太阳散射辐射量；将所有栅格对应的所有扇区的太阳散射辐射量叠加，获取太阳散射辐射分布。4.根据权利要求1或2所述的城市深埋条带通道红外成像探测方法，其特征在于，所述城市分层三维温度场模型的建立方法，包括以下步骤：利用COMSOL有限元仿真软件，结合城市DEM数据和城市街道对应地质数据，根据城市街道地下条带通道耦合模型传热过程中的热量守恒、地下条带通道表面边界条件、地下条带通道外表面与城市街道的接触面之间的热平衡方程和引入地下条带通道形状因子后地下条带通道的导热量，构建城市地下条带目标热能辐射分层模型；其中，所述城市地下条带目标热能辐射分层包含城市街道所覆盖混凝土材料层，不包
含条带地下通道的地层；将城市地下条带目标热能辐射分层模型与DEM数据相结合，对应不同地区的地质数据，构建城市分层三维温度场模型。5.一种地质约束的城市街道深埋条带通道红外成像探测系统，其特征在于，包括：城市分层三维温度场模型的建立模块，用于根据城市街道DEM数据和城市街道对应的地质数据，建立城...
【专利技术属性】
技术研发人员：张天序，贾永军，邓文兵，王克超，刘鑫，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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