本發(fā)明涉及公路病害監(jiān)測，特別涉及一種基于sar衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、sar衛(wèi)星遙感技術(shù)為合成孔徑雷達(dá)的遙感技術(shù)，通過發(fā)射微波信號并接收反射回來的信號來獲取地表信息，sar衛(wèi)星遙感技術(shù)，通過高分辨率的sar圖像用于環(huán)境監(jiān)測、地質(zhì)調(diào)查、農(nóng)業(yè)監(jiān)測、城市發(fā)展和災(zāi)害響應(yīng)。

2、現(xiàn)有的對于農(nóng)村公路病害監(jiān)測采用sar衛(wèi)星遙感技術(shù)建立監(jiān)測系統(tǒng)，其在進(jìn)行公路病害監(jiān)測時，先通過數(shù)據(jù)獲取單元進(jìn)行公路路面照片的定期獲取，之后通過數(shù)據(jù)的處理、劃分、機(jī)器學(xué)習(xí)和篩選之后，進(jìn)行路面病害評估，之后直接根據(jù)評估的數(shù)據(jù)進(jìn)行公路病害的監(jiān)測，這樣的系統(tǒng)進(jìn)行路面病害的監(jiān)測方式，雖然能夠準(zhǔn)確的在檢測時期進(jìn)行公路病害的分析，但是有些路面在修復(fù)處理之后，其后續(xù)或許還會出現(xiàn)相同的問題，而同一種解決處理方法造成的后續(xù)效果也會不同，因此現(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測起來不能夠更準(zhǔn)確的判斷公路病害的情況和原因，因此不利于后續(xù)的公路維護(hù)處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于sar衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于sar衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)，包括sar衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取單元、數(shù)據(jù)接收單元、數(shù)據(jù)處理單元、病害識別單元、病害評估和監(jiān)測單元、信息管理單元和展示單元；

3、所述sar衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取單元用于定期獲取農(nóng)村公路區(qū)域的sar影像，所述sar影像的獲取方式是通過無人機(jī)搭載sar雷達(dá)實(shí)現(xiàn)；

4、所述數(shù)據(jù)接收單元用于sar影像數(shù)據(jù)的接收，所述數(shù)據(jù)接收通過地面接收站進(jìn)行；

5、所述數(shù)據(jù)處理單元用于所接收影像數(shù)據(jù)的處理，所述數(shù)據(jù)的處理先進(jìn)行影像預(yù)處理，然后再進(jìn)行特征提??；

6、所述病害識別單元用于道路病害特征的識別和監(jiān)測，所述病害識別通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法對提取的特征進(jìn)行分類，并識別道路病害類型；

7、所述病害評估和監(jiān)測單元用于評估道路健康狀況并進(jìn)行病害變化監(jiān)測，所述病害評估通過建立病害評估模型，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時數(shù)據(jù)判斷監(jiān)測結(jié)果；

8、所述信息管理單元用于數(shù)據(jù)的存儲，且提供病害評估的歷史數(shù)據(jù)；

9、所述展示單元通過可視化工具建立交互界面，用于查看和分析監(jiān)測結(jié)果。

10、優(yōu)選的，所述sar衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取單元包括數(shù)據(jù)采集模塊、信號處理模塊、圖像生成模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊；

11、所述數(shù)據(jù)采集模塊用于從sar雷達(dá)處接收原始雷達(dá)信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

12、所述信號處理模塊用于對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行增益控制和時間同步處理；

13、所述圖像生成模塊利用合成孔徑雷達(dá)技術(shù)，將處理后的信號轉(zhuǎn)換為可視化的圖像；

14、所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用于將獲取到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛娼邮照尽?/p>

15、優(yōu)選的，所述地面接收站配備有增益天線和接收設(shè)備，將接收到的數(shù)據(jù)通過高速網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元。

16、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理單元的影像預(yù)處理由去噪模塊、幾何校正模塊、影像配準(zhǔn)模塊和輻射校正模塊進(jìn)行；

17、所述去噪模塊通過濾波器和變換域去噪，用于減少噪聲對影像的影響，使得影像更加清晰；

18、所述幾何校正模塊用于確保影像中地物的空間位置和實(shí)際地理位置一致；

19、所述影像配準(zhǔn)模塊用于將不同時間、不同傳感器或不同視角拍攝的影像對齊；

20、所述輻射校正模塊用于校正影像的輻射值，將影像的輻射強(qiáng)度調(diào)整到一個標(biāo)準(zhǔn)化的尺度上。

21、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理單元的特征提取通過圖像處理和模式識別技術(shù)，從sar影像中提取公路的特征信息，所述公路特征信息包括邊界、形狀和紋理。

22、優(yōu)選的，所述機(jī)器學(xué)習(xí)算法識別的道路病害類型包括裂縫、沉陷、變形和積水。

23、優(yōu)選的，所述病害評估模型的數(shù)據(jù)劃分包括訓(xùn)練集、驗(yàn)證集和測試集，所述訓(xùn)練集、驗(yàn)證集和測試集的數(shù)據(jù)劃分通過圖像標(biāo)注工具進(jìn)行。

24、優(yōu)選的，所述道路病害特征監(jiān)測用于分析病害發(fā)展趨勢，為養(yǎng)護(hù)決策提供依據(jù)。

25、優(yōu)選的，所述信息管理單元包括數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)調(diào)用模塊，所述數(shù)據(jù)存儲模塊用于數(shù)據(jù)的存儲，所述數(shù)據(jù)調(diào)用模塊用于調(diào)取查看數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲的歷史數(shù)據(jù)。

26、優(yōu)選的，所述展示單元查看的內(nèi)容包括地圖展示和統(tǒng)計(jì)分析圖表。

27、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

28、本系統(tǒng)設(shè)置了信息管理單元，該信息管理單元能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，因此可以存儲公路病害特征數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)，這樣在進(jìn)行病害評估時，病害評估和監(jiān)測單元能夠結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時數(shù)據(jù)判斷監(jiān)測結(jié)果，通過結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測判斷，進(jìn)而使得本系統(tǒng)在進(jìn)行公路病害評估時，能夠更好的結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，以此使得公路病害分析更加準(zhǔn)確，進(jìn)而也使得后續(xù)的操作修護(hù)處理更加的準(zhǔn)確穩(wěn)定。

技術(shù)特征：

1.一種基于sar衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括sar衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取單元、數(shù)據(jù)接收單元、數(shù)據(jù)處理單元、病害識別單元、病害評估和監(jiān)測單元、信息管理單元和展示單元；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于sar衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述sar衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取單元包括數(shù)據(jù)采集模塊、信號處理模塊、圖像生成模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于sar衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述地面接收站配備有增益天線和接收設(shè)備，將接收到的數(shù)據(jù)通過高速網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于sar衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元的影像預(yù)處理由去噪模塊、幾何校正模塊、影像配準(zhǔn)模塊和輻射校正模塊進(jìn)行；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于sar衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元的特征提取通過圖像處理和模式識別技術(shù)，從sar影像中提取公路的特征信息，所述公路特征信息包括邊界、形狀和紋理。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于sar衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)器學(xué)習(xí)算法識別的道路病害類型包括裂縫、沉陷、變形和積水。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于sar衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述病害評估模型的數(shù)據(jù)劃分包括訓(xùn)練集、驗(yàn)證集和測試集，所述訓(xùn)練集、驗(yàn)證集和測試集的數(shù)據(jù)劃分通過圖像標(biāo)注工具進(jìn)行，所述圖像標(biāo)注工具包括labelme和labelbox。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于sar衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述道路病害特征監(jiān)測用于分析病害發(fā)展趨勢，為養(yǎng)護(hù)決策提供依據(jù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于sar衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述信息管理單元包括數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)調(diào)用模塊，所述數(shù)據(jù)存儲模塊用于數(shù)據(jù)的存儲，所述數(shù)據(jù)調(diào)用模塊用于調(diào)取查看數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲的歷史數(shù)據(jù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于sar衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述展示單元查看的內(nèi)容包括地圖展示和統(tǒng)計(jì)分析圖表。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于SAR衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)村公路病害監(jiān)測系統(tǒng)，包括SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取單元、數(shù)據(jù)接收單元、數(shù)據(jù)處理單元、病害識別單元、病害評估和監(jiān)測單元、信息管理單元和展示單元；SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取單元用于獲取SAR影像；數(shù)據(jù)接收單元用于SAR影像數(shù)據(jù)的接收；數(shù)據(jù)處理單元用于所接收影像數(shù)據(jù)的處理；病害識別單元用于道路病害特征的識別和監(jiān)測；病害評估和監(jiān)測單元用于評估道路健康狀況并進(jìn)行病害變化監(jiān)測；信息管理單元用于數(shù)據(jù)的存儲。本系統(tǒng)設(shè)置了信息管理單元，可以存儲公路病害特征數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)，這樣在進(jìn)行病害評估時，病害評估和監(jiān)測單元能夠結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時數(shù)據(jù)判斷監(jiān)測結(jié)果，使得公路病害分析更加準(zhǔn)確。

技術(shù)研發(fā)人員：李翔,趙慶利,李曉明,孫志成,孔祥輝,常建明,路興強(qiáng),韋海軍,任永政,沙金,梁建軍,郇文慶,杜可豪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東建筑大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9