| 成果简介： |
①课题来源与背景：课题由甘肃省交通运输厅批准，批复为《甘肃省交通运输厅关于同意“甘肃省路衍经济产业发展战略及政策机制研究”等12项科研项目立项的复函》(甘交科技函〔2021]185号)。课题研究背景：甘肃省高速公路路网已经贯穿了14个地州市，而该省中、东部地区为黄土高原，黄土分布面积约12万平方千米。在自然因素和人为因素的共同作用下，黄土地区的高速公路及其周边会发生湿陷性沉降，而较大的沉降形变会造成高速公路的裂缝、塌陷等病害，将严重影响道路通行能力及公路的运营安全。因此需要尽早采取沉降形变监测预警措施，这就要利用InSAR技术。针对研究区域影像覆盖不全以及该省湿陷性黄土地区公路的现状，PS-InSAR及SBAS-InSAR技术为解决公路监测局限性和时效性、高速公路灾害早期识别、公路“建管养”全寿命路面形变监测提供新思路。
②技术原理及性能指标：针对该省湿陷性黄土地区公路，采用永久散射体InSAR技术(PS-InSAR)与小基线集技术(SBAS-InSAR)开展路面形变监测，同时利用光学遥感影像提取道路信息，最后将InSAR结果与光学遥感影像提取的道路信息进行匹配融合，实现信息叠加互补，最终高精度识别高速公路沉降形变的位置，同时利用改进SIFT算法解决SAR影像不能覆盖所有的研究路段的拼接问题。通过研究可以为黄土地区的公路建设、施工、养护、运营提供后期的技术支撑。
③技术的创造性与先进性：该技术能够极大推进甘肃省高速公路沉降监测工作效率，提高高速公路路面沉降形变早期病害监测技术水平，为公路建设、运营及养护管理工作提供准确的监测资料，填补InSAR技术应用于公路行业的空白，使甘肃省公路沉降监测管理水平大幅提升，研究成果最终达到国内领先水平。
④技术的成熟程度，适用范围和安全性：通过课题研究，时序InSAR技术能够极大推进甘肃省高速公路沉降监测工作效率，提高高速公路路面沉降形变早期病害监测技术水平，为公路建设、运营及养护管理工作提供准确的监测资料，填补InSAR技术应用于公路行业的空白，使甘肃省公路沉降监测管理水平大幅提升，适用于全省高速公路路面形变监测，后期可拓展至路面边坡监测等，降低工程建设运营养护成本。
⑤应用情况及存在的问题：InSAR作为一种监测大范围地表形变的技术，能够获取固定时间周期的地表形变，在长线路工程中，能够以高空间密度、高时效、低成本获取具有一定精度的地表时序形变数据，为地表形变的有效治理与预测提供支撑。同时，该课题的研究存在一些不足，具体如下：第一，在某些农田、植被覆盖、或形变较大区域导致的失相干现象，使得不能够完整获取此区域的形变数据，升降轨数据结合虽然可以弥补这一不足，但不能完全解决这一问题，未来可使用时间基线更短的数据以尽可能解决此问题；第二，由于SAR卫星为近极轨卫星，对南北方向形变不敏感。如果滑坡为南北向运动，将无法精确获取其时序形变，也无法了解其详细的运动规律。如果想要了解南北向运动规律，需加入GPS等观测数据进行联合监测；第三，该课题构建的高速公路沿线地表形变时序预测的LSTM模型单纯是以历史形变数据进行建模并预测，并未融合形变的驱动因子。然而地表形变往往受到多种驱动因素的影响，不同地区发生地表形变的主要驱动因子也不尽相同。因此，要想提高预测精度，构建的新模型不仅需要提取历史数据的序列特征，还要考虑融合驱动因子的空间特征。
⑥历年获奖情况：无。
⑦成果简介：该项目完成任务书规定的考核目标如下：课题研究报告1项、课题工作报告1项、拼接算法1项、企业标准1项、学术论文3篇、技术指南1项、培养在读博士研究生1名。此外，除任务书规定的考核目标外，申请实用新型专利1项。 |
