本發明公開一種基于InSAR與多源數據融合的堆石壩變形場重構方法包括：獲取第一堆石壩垂直變形數據、第二堆石壩垂直向變形數據、第二堆石壩水平向變形數據；基于第一堆石壩垂直變形數據、第二堆石壩垂直變形數據得到第三堆石壩垂直變形數據；獲取第一堆石壩方位向變形數據，基于第一堆石壩方位向變形數據、第二堆石壩水平向變形數據通過聯合解算模型得到堆石壩的東西向變形矢量、南北向變形矢量；基于第三堆石壩垂直變形數據、東西向變形矢量、南北向變形矢量構建堆石壩外觀三維變形場。本發明將InSAR觀測結果與傳統監測技術監測結果融合，比單一監測方式質量更高，強調了數據間的互補性，解決了對實際變形漏判或誤判的問題。

技術領域

本發明屬于水利工程及巖土工程技術領域，尤其涉及一種基于InSAR與多源數據融合的堆石壩變形場重構方法。

背景技術

目前堆石壩安全監測技術滯后于壩工設計理論和施工技術的發展，難以滿足高堆石壩變形多維度、面廣、線長的特點，為了適應高堆石壩的變形監測需求，近年來通過改進現有技術、研發新技術或引進其它領域成熟的技術，在堆石壩變形監測領域出現了一些新的技術手段，比如已被廣泛應用于地災領域的InSAR技術。InSAR技術具有全天候、全天時、覆蓋范圍廣、空間分辨率高、不受惡劣天氣影響等優點，其高空間分辨率、連續實時監測的特點極大的彌補了傳統監測技術(如水管式沉降儀、引張線式水平位移計、水準測量等)只能在重點部位布設分散、不連續的監測點，按照以點代面、以局部代整體的方法采集離散的變形數據的不足。然而，由于SAR傳感器斜視成像的特點，InSAR技術觀測的結果為地表真實三維形變在雷達視線向上的投影，難以反映地物的真實變形特征及其演化規律，而且InSAR技術易受到大氣和失相關的影響，導致單點監測精度略低于傳統監測技術。因此，可以看出新型和傳統監測技術各具優勢，且有良好的互補性，將兩者進行優勢互補，并利用多源數據重構堆石壩三維變形場是解決堆石壩變形監測難題的有效方案，但由于新型與傳統監測技術的觀測機制迥異，多源監測數據的時空分辨率、精度等差異較大，目前尚缺乏合理的三維變形場重構方法。

準確評估堆石壩工作狀態的需要掌握壩體整體的變形分布，目前常用的方法是進行有限元數值模擬，其主要依賴先驗的知識和經驗。堆石壩的變形受多因素耦合制約，特別是高堆石壩，由于其建設周期長、填筑蓄水過程復雜、高應力導致的顆粒破碎等，使得堆石壩的應力變形特性復雜且高度非線性，其本構模型參數、實際力學特性等都與先驗的認識存在出入，導致有限元數值模擬結果與實際情況存在差異。

發明內容

本發明要解決的技術問題是基于堆石壩新型與傳統監測技術的觀測機制迥異，多源監測數據的時空分辨率、精度等差異較大的問題，如何有效地利用變形監測信息重構堆石壩變形場以進行工作性態評估，提供一種基于InSAR與多源數據融合的堆石壩變形場重構方法，利用空-天-地多層次觀測體系獲得多視角、多時空尺度的堆石壩變形監測數據，在顧及多源數據空間代表性差異的條件下進行最優融合，消除數據之間可能存在的冗余性和互斥性，挖掘它們之間的關聯性，使其優勢互補以實現堆石壩外觀變形場的重構，對全面掌握堆石壩的工作性態具有重要工程應用價值。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種基于InSAR與多源數據融合的堆石壩變形場重構方法，包括以下步驟：基于傳統方法獲取第一堆石壩垂直變形數據，基于時間序列InSAR方法獲取堆石壩視線向變形數據，所述堆石壩視線向變形數據包括第二堆石壩垂直向變形數據、第二堆石壩水平向變形數據，

所述第二堆石壩垂直變形數據為堆石壩視線向變形的垂直分解矢量，所述第二堆石壩水平向變形數據為堆石壩視線向變形水平分解矢量；

基于所述第一堆石壩垂直變形數據、所述第二堆石壩垂直變形數據通過多源數據融合方法得到第三堆石壩垂直變形數據；

基于改進的多孔徑InSAR方法獲取第一堆石壩方位向變形數據，

基于所述第一堆石壩方位向變形數據、所述第二堆石壩水平向變形數據通過聯合解算模型得到堆石壩的東西向變形矢量、南北向變形矢量；