井田区域地形图快速更新方法及系统技术方案

本发明专利技术提供井田区域地形图快速更新方法及系统，方法包括：采用合成孔径干涉雷达InSAR技术，确定井田区域的地表形变活跃区域，并获取固定翼飞行平台作业范围；利用固定翼飞行平台，按照固定翼飞行平台作业范围，以获取并更新井田地表活跃区域地形图；处理卫星遥感光学影像，以得到井田大区域地形图特征点，获取待更新地形图，与已处理高分辨率光学影像的标志点对应关系，据以更新得到井田大区域地形图；融合固定翼飞行平台获取的井田地表活跃区域地形图与井田大区域地形图，获得适用精度地形图。本发明专利技术解决了井田区域地形图快速更新的技术问题。术问题。术问题。

【技术实现步骤摘要】
井田区域地形图快速更新方法及系统


[0001]本专利技术涉及地形图更新
，具体涉及井田区域地形图快速更新方法及系统。

技术介绍

[0002]井田区域地形图是指某一井田范围内的地形图，是全面反映井田范围内地物和地貌情况的一种图纸。由于地面建设及井下采动的影响，地物、地貌经常变化，因此井田区域地形图需不断填绘和修改，随着采煤工艺的改进，矿井开采强度加大，矿井地面地物、地貌变化很快，井田区域地形图不能及时更新，会给矿井安全生产、技术设计、采煤沉陷治理等工作带来较大问题。
[0003]传统的地形图更新技术主要采用全站仪测绘等经典的测绘手段，这种“点测量”的测绘方式虽然测量精度较高，但是整体测图的效率低下，人工投入成本也较高；后来，遥感技术的发展为大面积测图带来了新的手段，遥感技术的测图效率高，且基本解放了外业人力成本，例如公布号为CN109686226A的现有专利技术专利申请文献《一种井田区域地形图的更新方法及装置》方法包括：获取待更新地形图地区的卫星图像；将所述待更新地形图地区的区域地形图与所述卫星图像调整至同一比例尺；根据区域地形图上的标志点与卫星图像上的标志点之间的对应关系，将区域地形图中的线条覆盖至卫星图像上；并根据所述卫星图像更新所述区域地形图。但是目前高分辨率的卫星遥感影像价格昂贵，中低分辨率遥感影像解决问题的能力局限，在实际应用中仍然存在一定的问题；以无人机摄影测量为代表的近景遥感技术逐渐成为了补充卫星遥感技术的有效力量，近景遥感技术测图效率和测图精度都较高，例如公布号为CN107101617A的现有专利技术专利申请文献《一种基于遥感监测的冲沟地形下采场覆岩活动控制方法》该现有方案选取我国西北矿区典型的冲沟地形下浅埋煤层开采矿井，掌握不同矿井对应工作面的覆岩赋存状况和具体开采参数；利用无人机飞行平台获取冲沟地表多个时相影像，利用SFM三维重建方法建立冲沟地形；利用时序分析方法，对多个时相建立的冲沟地形进行差异提取，获取采动坡体动态形变信息，并利用数字地形分析方法提取冲沟的相关地形特征参数；联合采动坡体动态形变信息与冲沟地形特征参数，覆岩赋存状况和具体开采参数，针对不同工作面的采矿地质条件，分别采用不同的采场覆岩活动控制方法。但是前述现有方案仍然存在受天气影响较大以及无人机电池续航能力等问题，也没有在实际测图工作中得到较好的应用。
[0004]到目前为止，地形图更新方式一直偏向于采用传统的测绘技术，一些高精尖的信息化技术仍然处于实验室阶段而没有推广开来，所以，在地形图更新的实际操作中仍然存在着很大的不足和局限性：
[0005](1)仍以传统测绘手段为主，测量整体效率低，更新周期长；
[0006](2)无人机摄影测量对测量人员专业要求较高，受天气影响较大；
[0007](3)目前高分辨率的卫星遥感影像价格昂贵，中低分辨率遥感影像精度较低，图像不清晰，在实际应用中仍然存在一定的问题；
[0008](4)井田区域地表形变比较活跃，传统测量手段无法快速准确的识别形变活跃区域，导致地形图更新不及时。
[0009]综上，现有技术存在依赖人工操作、适用性低、识别精度及实时性差的技术问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决现有技术中存在的依赖人工操作、适用性低、识别精度及实时性差的技术问题。
[0011]本专利技术是采用以下技术方案解决上述技术问题的：井田区域地形图快速更新方法包括：
[0012]S1、采用合成孔径干涉雷达InSAR技术，确定井田区域的地表形变活跃区域，并获取固定翼飞行平台作业范围；
[0013]S2、利用固定翼飞行平台，按照固定翼飞行平台作业范围，以获取并更新井田地表活跃区域地形图；
[0014]S3、处理卫星遥感光学影像，以得到井田大区域地形图特征点，获取待更新地形图，与已处理高分辨率光学影像的标志点对应关系，据以更新得到井田大区域地形图；
[0015]S4、融合固定翼飞行平台获取的井田地表活跃区域地形图与井田大区域地形图，获得适用精度地形图。
[0016]本专利技术具有InSAR技术、卫星光学遥感技术以及无人机摄影测量技术的共同优点，与InSAR技术相比增加了井田区域地形图更新的能力，与卫星光学遥感技术相比，提高了中低分辨率遥感影像的利用率和价值，与无人机摄影测量相比提高了井田大区域地形图更新的效率，减小了无人机受天气以及电池续航的约束。与相对于传统地形图更新技术，效率更高，受天气和地形影响更小，成本更低，数据处理更加方便。
[0017]在更具体的技术方案中，步骤S1包括：
[0018]S11、在预置卫星设施资源网站下载雷达影像数据；
[0019]S12、使用预置工具处理雷达影像数据，得到地表形变活跃区域，据以确定固定翼飞行平台作业范围。
[0020]在更具体的技术方案中，步骤S2包括：
[0021]S21、利用固定翼飞行平台进行摄影测量作业，以得到摄影测量图像；
[0022]S22、处理摄影测量图像，据以更新井田地表形变活跃区域地形图。
[0023]本专利技术采用特定卫星观测得到的光学影像数据更新井田大区域的地形图，并与无人机摄影测量技术更新的地表形变活跃区域地形图进行融合，获取满足精度要求的地形图。
[0024]在更具体的技术方案中，步骤S2中的固定翼飞行平台包括：
[0025]机载GNSS差分模块以及IMU姿态测量系统，其安装于固定翼飞行平台的处理单元安装位置；
[0026]航摄相机，其安装于固定翼飞行平台的的航拍器件安装位置，航摄相机与机载GNSS差分模块及IMU姿态测量系统连接。
[0027]在更具体的技术方案中，步骤S21包括：
[0028]S211、在地面设置基准站GNSS接收机；
[0029]S212、在井田中心区域布设相控点；
[0030]S213、根据待更新地形图的比例尺，调节无人机摄影测量分辨率，使像片比例尺与待更新地形图比例尺一致；
[0031]S214、根据地表形变活跃区域设置飞行测量作业范围及飞行测量航线；
[0032]S215、固定翼飞行平台在飞行测量作业范围，按照飞行测量航线，进行摄影测量作业，以采集获取摄影测量图像。
[0033]在更具体的技术方案中，步骤S22包括：
[0034]S221、对摄影测量图像进行畸变纠正，以得到纠正图像；
[0035]S222、根据纠正图像的分辨率，建立影像金字塔，以分层存储纠正图像数据；
[0036]S223、在两张纠正图像存在重叠度时，在该两张纠正图像上寻找相似特征点，利用预置影像匹配策略进行同名像点匹配，以进行相对定向，得到相对定向坐标，对相对定向坐标，进行像控点量测及控制网平差操作，以得到像控点量测数据；
[0037]S224、对纠正图像进行空中三角解算，以去除残差较大点，刺控制点，再进行空中三角解算，进行控制网平差操作，以得到空三精度图像；
[0038]S225、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.井田区域地形图快速更新方法，其特征在于，所述方法包括：S1、采用合成孔径干涉雷达InSAR技术，确定井田区域的地表形变活跃区域，并获取固定翼飞行平台作业范围；S2、利用所述固定翼飞行平台，按照所述固定翼飞行平台作业范围，以获取并更新井田地表活跃区域地形图；S3、处理卫星遥感光学影像，以得到井田大区域地形图特征点，获取所述待更新地形图，与已处理高分辨率光学影像的标志点对应关系，据以更新得到井田大区域地形图；S4、融合所述固定翼飞行平台获取的所述井田地表活跃区域地形图与所述井田大区域地形图，获得适用精度地形图。2.根据权利要求1所示的井田区域地形图快速更新方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11、在预置卫星设施资源网站下载雷达影像数据；S12、使用预置工具处理所述雷达影像数据，得到所述地表形变活跃区域，据以确定所述固定翼飞行平台作业范围。3.根据权利要求1所述的井田区域地形图快速更新方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S21、利用所述固定翼飞行平台进行摄影测量作业，以得到摄影测量图像；S22、处理所述摄影测量图像，据以更新所述井田地表形变活跃区域地形图。4.根据权利要求1所述的井田区域地形图快速更新方法，其特征在于，所述步骤S2中的所述固定翼飞行平台包括：机载GNSS差分模块以及IMU姿态测量系统，其安装于所述固定翼飞行平台的处理单元安装位置；航摄相机，其安装于所述固定翼飞行平台的的航拍器件安装位置，所述航摄相机与所述机载GNSS差分模块及所述IMU姿态测量系统连接。5.根据权利要求2所述的井田区域地形图快速更新方法，其特征在于，所述步骤S21包括：S211、在地面设置基准站GNSS接收机；S212、在井田中心区域布设相控点；S213、根据待更新地形图的比例尺，调节无人机摄影测量分辨率，使像片比例尺与所述待更新地形图比例尺一致；S214、根据所述地表形变活跃区域设置飞行测量作业范围及飞行测量航线；S215、所述固定翼飞行平台在所述飞行测量作业范围，按照所述飞行测量航线，进行摄影测量作业，以采集获取所述摄影测量图像。6.根据权利要求1所述的井田区域地形图快速更新方法，其特征在于，所述步骤S22包括：S221、对所述摄影测量图像进行畸变纠正，以得到纠正图像；S222、根据所述纠正图像的分辨率，建立影像金字塔，以分层存储所述纠正图像数据；S223、在两张所述纠正图像存在重叠度时，在该两张纠正图像上寻找相似特征点，利用预置影像...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗伟，高银贵，徐燕飞，安士凯，陈永春，王宏伟，于云飞，薛博，赵得荣，胡林，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：