Page 107 - 测绘科学技术理论及实践应用研究

第四章 遥感技术在水利工程中应用

程监督、大范围形变精准监测、运行期风险源识别等为典型应用场景，提出水利
工程遥感监测业务化应用对策。
（一）在建工程施工过程动态监督

现有水利工程施工过程监督主要以现场检查为主，充分利用光学遥感的地物
分类识别技术可对施工过程进行远程动态监督。以某渠道施工为例，采用基于随
机森林的地物分类算法获取了工程区 GF 影像的地物分类结果，不同时期渠道分
类结果对比可见地物类型发生显著改变，渠道经过了场地平整、混凝土衬砌等施

工过程，证实了卫星遥感监督工程整体施工进度的可行性。以往水利工程的遥感
识别研究多侧重水体面积的辨识，为提升遥感监督效率，需综合光谱、纹理、形
状等多维度特征和遥感影像分类及高精度识别算法，重点解决大坝、溢洪道、渠

道等各类主要水工建筑物的遥感智能识别，以及场地平整、基础开挖、土方填筑、
混凝土浇筑、金属结构安装等典型施工阶段的遥感信息特征智能辨识，以提取施
工序时进度的关键节点信息，从而实现对施工过程及工程进度的动态遥感监管。
（二）工程区大范围形变精准监测
时序 InSAR 干涉测量应用于库区、大坝、堤防等水工建筑物的变形监测及

库岸滑坡风险识别，主要技术难点是需要克服水利工程复杂地形条件下遥感信号
遮挡和失相干影响。在 InSAR 基础上发展起来的 PS-InSAR 技术受时空失相干和
噪声影响较小，而 DS-InSAR 技术可进一步增加复杂环境条件下的散射目标数量，
以提高形变监测结果的可信度。以某水库表面垂直位移监测为例，分别采用 PS-

InSAR 和 DS-InSAR 技术分析了 2017 年 10 月至 2022 年 12 月的遥感监测数据，
并对比地面测点数据。整体来看，位移等值线图都是坝顶向下游面、坝中向两侧
逐渐减小，总体变形趋势一致；相对于左侧的地面测点位移结果，右侧的 2 个
InSAR 监测结果由于获得的形变点（散射体）数量明显更多，位移等值线更密

集；中间的 DS-InSAR 监测结果在位移量的空间分布、等值线形态上相对于右侧
的 PS-InSAR 结果与左侧实测位移等值线更为接近，说明比较而言 DS-InSAR 成
果与实测值吻合度更高。针对水利工程变形监测高精度的要求，遥感监测需进一

步通过采用时序 InSAR 方法，对多景影像进行精准分析，以降低大气延迟等误
差影响，使得形变监测精度稳定达到毫米级；另一方面，可利用贴近摄影测量技
术获取的亚厘米级甚至毫米级超高分辨率地面影像，以及地面 GNSS 进行联合互
补式监测，研究建立“天－空－地”协同的工程区多尺度监测模式和大范围形变

99