【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋风场信息识别，尤其涉及一种海岸堤坝安全监测预警方法及系统。
技术介绍
1、海岸带是人口、城市最集中的地区，在海岸带地区大约集中了人类40%以上的人口，创造了60%以上的gdp。同时，人类活动对海岸带环境的影响也最为深刻。大量开采地下水，使地下水位下降，产生地下漏斗，造成地面大面积下沉。另外，众多的高层建筑，亦增加了地面承载力，加剧了地面下沉的速率。在海平面上升和地面沉降的双重作用下，导致风暴潮、洪涝、海岸侵蚀、海水入侵与土壤盐渍化等灾害加重，加剧了海岸带生态系统的破坏，威胁沿海基础设施安全，影响正常的生产和生活。如何精确确定人类活动、全球气候变暖背景下海岸带大型基础设施对海平面上升的响应过程和机制。海平面上升加剧了沿海地区风暴潮侵入、海岸侵蚀等问题，海岸带地表及其大型基础设施垂直形变的精确确定是理解海平面变化和海岸带潜在淹没灾害的关键因素。基于多源对地观测技术构建海岸带大型基础设施的结构健康监测及安全评价是亟待解决的关键技术问题。近年来，gnss、星载/地基insar、uav lidar等已广泛应用于地震、火山、滑坡、地面沉降等形变监测，为精确确定人类活动、气候变暖背景下海岸带城市、河口低地平原的地表形变监测与分析提供了重要观测资料，促进了大型基础设施对海平面上升响应过程与机制的理解。
2、insar的时间序列分析技术是通过叠加、平均或时空滤波干涉图序列的处理方式，探测点目标散射体、面状散射体或者两种散射体组合的时空变化特征，这一技术已广泛用于获得mm/yr级精度的地面沉降形变信号。目前，有多颗在轨
3、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术对地面沉降因素的叠加影响分析中，对海岸带重大基础设施的精确监测效果差，获得的基础设施对海平面和气候变化的预警信息精度低。
技术实现思路
1、为克服相关技术中存在的问题，本专利技术公开实施例提供了一种海岸堤坝安全监测预警方法及系统。
2、所述技术方案如下：一种海岸堤坝安全监测预警方法，集成空-天-地多源对地观测技术，对海岸带地区基础设施不同时空尺度全覆盖监测，从滩涂-海堤-水下全范围监测到海堤-裂缝-渗流精细检测，从长期演变-累积效应到实时动态-灾害预警同时间尺度响应分析；基于获取的海岸带地区基础设施不同时空尺度全覆盖监测信息，建成多要素数据库，获取在气候变化长时间尺度和风暴潮短期事件作用下，基础设施地面形变对海平面变化的响应数据；具体包括以下步骤：
3、s1，基于多源对地观测的形变监测技术，构建由面到点的全覆盖观测系统以及构建常态-事件不同时间尺度和作用强度的海洋动力及水下海床变化监测系统；
4、s2，根据多源观测技术确定海岸带基础设施的宏观形变特征和重点监测区域，提取形变精细特征，分析形变的诱发机制；
5、s3，建立海岸带基础设施地面形变及环境参数数据库，建立海岸带基础设施形变预警与决策支持系统。
6、在步骤s1中，基于多源对地观测的形变监测技术，包括：
7、（1）利用tandem卫星数据和insar技术生成研究区域基础6m dem数字高程模型；
8、（2）利用insar技术进行全域普查和定期更新，选出重点监测区域，针对海岸带形变长时间insar监测结果，利用insar时序分析技术模块，监测分布式目标、永久散射目标，换算海岸带地区基础设施线状和面状区域的形变信号；
9、（3）利用uav lidar机载扫描技术或uav camera机载扫描技术进行海岸线提取、海岸线变化监测、滩涂测绘、岛屿测绘、海滩地面沉降、灾情分析，同时配合多波束测深系统，对水下地形全覆盖测量；
10、（4）利用地基合成孔径雷达系统进行基础设施的现场遥感观测，结合rt-gsar实时地基雷达处理系统，近实时实现干涉图生成、强相干点探测、相位2d/3d解缠、大气误差估计和形变量提取；
11、（5）堤坝主体部位insar定期更新，并在坝顶部路面和向海斜坡部位使用multi-gnss实时监测；
12、（6）利用历史验潮站数据和gnss数据分析海平面变化；
13、（7）基于insar的长时间高精度普查、基于机载三维激光扫描技术的滩涂补充调查；以及基于地基合成孔径雷达、地质雷达、无人机的重点区域精细监测，构建由面到点的全覆盖观测系统；选择海岸带基础设施部位，构建常态-事件不同时间尺度和作用强度的海洋动力及水下海床变化监测系统。
14、在步骤（2）中，所述利用insar技术进行全域普查和定期更新包括：采用gamma软件进行sar影像干涉处理，实现python框架下的多种sar数据从单视复数影像到数字高程模型、地表形变全过程。
15、在步骤（2）中，所述利用insar时序分析技术模块，监测分布式目标、永久散射目标包括：基于insar时序分析技术实现python框架下的sbas insar时序分析方法的扩展：对sar数据进行影像配准、重采样、强相干点的选取、干涉图生成、干涉图滤波、干涉基线精化和强相干点相位时序分析处理。在步骤（2）中，换算海岸带地区基础设施线状和面状区域的形变信号包括：根据时空基线和方位向扫描同步比例选择干涉图序列，利用相位闭合环方法自动识别、校正相位解缠误差；基于大气改正在线服务系统校正insar地形相关的大气延迟。
16、在步骤（4）中，所述结合rt-gsar实时地基雷达处理系统，近实时实现干涉图生成、强相干点探测、相位2d/3d解缠、大气误差估计和形变量提取包括：
17、采用距离向分频谱方法估计与改正受电离层影响的干涉图电离层相位屏，利用面向分布式目标的sbas方法获得相干性较低的海岸带时序insar，采用预先定义的函数词典表达地表形变时间特征，采用网络轨道改正方法迭代估计形变速率和轨道坡面参数；函数词典包括线性、多项式、幂函数、指数衰减、季节性、b样条函数。
18、进一步，所述利用面向分布式目标的sbas方法获得相干性较低的海岸带时序insar，采用预先定义的函数词典表达地表形变时间特征，采用网络轨道改正方法迭代估计形变速率和轨道坡面参数具体包括：
19、根据下式实现三维形变分量与insar观测量的转换：，
【技术保护点】
1.一种海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，该方法集成空-天-地多源对地观测技术，对海岸带地区基础设施不同时空尺度全覆盖监测，从滩涂-海堤-水下全范围监测到海堤-裂缝-渗流精细检测，从长期演变-累积效应到实时动态-灾害预警同时间尺度响应分析；基于获取的海岸带地区基础设施不同时空尺度全覆盖监测信息，建成多要素数据库，获取在气候变化长时间尺度和风暴潮短期事件作用下，基础设施地面形变对海平面变化的响应数据；具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，在步骤S1中，所述基于多源对地观测的形变监测技术包括：
3.根据权利要求2所述的海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述利用InSAR技术进行全域普查和定期更新包括：
4.根据权利要求2所述的海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述利用InSAR时序分析技术模块，监测分布式目标、永久散射目标包括：
5.根据权利要求2所述的海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述换算海岸带地区基础设施线状和面状区域的形
6.根据权利要求2所述的海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述结合RT-GSAR实时地基雷达处理系统，近实时实现干涉图生成、强相干点探测、相位2D/3D解缠、大气误差估计和形变量提取包括：
7.根据权利要求6所述的海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，所述利用面向分布式目标的SBAS方法获得相干性较低的海岸带时序InSAR，采用预先定义的函数词典表达地表形变时间特征，采用网络轨道改正方法迭代估计形变速率和轨道坡面参数包括：
8.根据权利要求1所述的海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，在步骤S2中，所述提取形变精细特征，分析形变的诱发机制包括：
9.根据权利要求1所述的海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，在步骤S3中，所述建立海岸带基础设施地面形变及环境参数数据库，建立海岸带基础设施形变预警与决策支持系统包括：
10.一种海岸堤坝安全监测预警系统，其特征在于，该系统实施如权利要求1-9任意一项所述的海岸堤坝安全监测预警方法，该系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，该方法集成空-天-地多源对地观测技术，对海岸带地区基础设施不同时空尺度全覆盖监测，从滩涂-海堤-水下全范围监测到海堤-裂缝-渗流精细检测，从长期演变-累积效应到实时动态-灾害预警同时间尺度响应分析；基于获取的海岸带地区基础设施不同时空尺度全覆盖监测信息，建成多要素数据库，获取在气候变化长时间尺度和风暴潮短期事件作用下，基础设施地面形变对海平面变化的响应数据；具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，在步骤s1中，所述基于多源对地观测的形变监测技术包括：
3.根据权利要求2所述的海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述利用insar技术进行全域普查和定期更新包括：
4.根据权利要求2所述的海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述利用insar时序分析技术模块，监测分布式目标、永久散射目标包括：
5.根据权利要求2所述的海岸堤坝安全监测预警方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述换算海岸带地区基...
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