高分卫星服务公路勘察
目前，高分一号至高分七号已发射升空，实现了亚米级高分辨率与高时间分辨率的有机结合。高分遥感数据具有图像覆盖范围广、信息客观真实、便于计算机分析等特点。利用该技术，通过综合遥感信息解译分析，快速获取公路建设区域的地物地貌情况，合理避开大型破碎带或者滑坡等需要绕避区域，从而辅助公路选线设计，具有较高的社会效益和经济效益。目前，高分遥感技术在公路勘察阶段的应用逐渐增加并发挥其独特的优势。本文基于高分遥感技术的优势分析，阐述高分遥感技术在地物地貌识别、不良地质调查、选线辅助决策等方面的高效应用。
一、地物地貌识别
公路勘察阶段所需的地物地貌信息包括地物地貌的类型、分布范围等情况。传统的勘察手段是采用人工实地测量获取得到，而该方法不仅花费大、耗时长，而且技术人员野外工作视野容易受到植被和地形的干扰，具有一定的危险性，尤其是针对西部高海拔地区的公路或者海外公路， 实施难度大。相比较而言，高分遥感技术能够实现大范围、 高精度、远程获取道路建设区域的地物地貌信息，在实地勘测之前掌握地区的地物地貌信息，通过遥感正射影像，采用人工目视解译或机器学习等方法，实现快速获取拟建道路区域植被、水体、房屋、已有的交通基础设施等信息（图1），大大提高道路测绘的准确性，减少人力资源的浪费。
图1 基于高分遥感影像的拟建道路区域地物信息提取
二、道路不良地质识别
随着“一带一路”倡议的提出，交通规划、建设等工程逐渐走向全球各个区域，工程的安全建设也逐渐引起人们的重视。不良地质对工程安全造成威胁，我国每年因地质灾害造成的经济损失约200亿至500亿元。因此，有必要对施工区域的不良地质进行判识。现代公路的施工环境十分复杂，在公路修建过程中经常会涉及断层、泥石流、滑坡等不良地质，这些不良地质种类多、分布广，会对公路线路的选择造成一定的影响。因此，公路建设需要尽量绕避这些不良地质区域，而识别不良地质的分布范围则是公路勘察阶段的一项重要工作。传统的不良地质勘察方法，存在着勘察范围有限、受外界环境影响大、勘测人员安全保障难、勘测周期长等问题。而高分遥感技术能够通过其获取的高分辨率遥感影像，基于深度学习算法，在大量的样本分析基础上，自动识别不良地质（如滑坡、崩塌、泥石流等，图2）。根据现有技术的研究统计，不良地质自动识别方法目前精度已经达到75%左右。基于高分遥感影像，快速获取不良地质体类型及分布范围，为道路设计规避区域提供可靠的数据支持， 显著提高勘察设计水平和设计质量。
图2 高分遥感技术在不良地质识别方面的应用
三、公路选线辅助决策
公路工程的选线是公路勘察中的重要组成部分，公路施工中一个最佳的线路选择方案，不仅可以使公路的路径更加合理，而且可以为公路的修建节省数千万乃至上亿的资金，并且在景观、环保、安全上也有着重要意义。公路选线方案收到地形、地物、不良地质等多重条件的控制， 是一项多方面的综合性技术工作。传统的方法是基于大量已有的图纸，对不同线路的经济、安全、环境等多方面进行评价打分。该方法对于不同线路的走向、途经地区、地形情况等都没有清晰、直观的认知。然而，高分遥感图像能够真实、客观、清晰地反映道路建设区域及其周边情况，结合DEM技术和识别出的地物地貌、不良地质等信息，搭建三维的选线环境，直观、动态地比较不同线路的走向、途径区域、绕避区域等（图3）。高分遥感技术在公路选线的应用，一方面可以使最佳的选线方案突出，另一方面也可以显著提高选线效率，便于工程管理者直观、快速了解选线情况。
图3 基于高分遥感技术的公路三维选线辅助决策应用
四、结论
高分遥感技术的不断发展为公路勘察大范围、高时效地获取地面信息提供了重要的技术手段。与传统勘察方式相比，高分遥感技术能够显著的减少人力物力成本，极大地提高公路工程勘察效率，为勘察阶段的地物地貌识别、 公路选线、不良地质调查等提供精准的数据支持。在今后的公路勘察过程中，需要灵活运用高遥感技术，综合人工智能等多项新兴技术进行革新，增加工程实用性，最大程度为公路勘察提质增效。
来源：《信息系统工程》杂志
作者：龚婷婷 张蕴灵 傅宇浩 赵政帆
编辑：陈飚
责编：王力
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