一种基于InSAR的桥梁伸缩缝与墩梁固结处的定位方法

本发明涉及土木工程定位，特别是指一种基于insar的桥梁伸缩缝与墩梁固结处的定位方法。

背景技术：

1、在桥梁监测领域，多种传统和现代技术已被开发和应用，以确保桥梁的结构安全和延长其使用寿命。以下是几种常见的桥梁监测技术的详细描述：

2、1. 视觉检查：视觉检查是最传统的桥梁检测方法，主要依赖于检查人员对桥梁进行肉眼观察，以识别表面的裂缝、腐蚀或其他结构损伤。

3、优点：操作简单，成本较低。

4、缺点：主观性强，易受检查人员经验和环境条件影响，难以发现内部或微小的缺陷。

5、2. 物理接触测量：包括应用各类传感器如应变片、加速度计或倾斜仪等，直接安装在桥梁的关键部位，以测量应力、应变、位移等物理量。

6、优点：可以提供精确的局部数据。

7、缺点：安装和维护成本高，数据采集和分析时间长，且不能全面覆盖桥梁的所有部位。

8、3. 光纤传感技术：利用光纤传感器沿桥梁长度进行布设，通过监测光在光纤中传播时的变化来检测桥梁的变形和应力。

9、优点：可以实现桥梁全长的连续监测，敏感度高。

10、缺点：技术复杂，初期投资和布线成本相对较高。

11、4. 无人机监测：使用无人机搭载高分辨率相机或激光扫描仪，从空中对桥梁进行拍摄和扫描，获取高精度的图像和点云数据。

12、优点：能够迅速获取大范围的桥梁信息，适用于难以接近的区域。

13、缺点：受风速、天气和飞行规则限制，数据处理和解析复杂度较高。

14、5. 地面激光扫描：地面激光扫描技术通过发射激光束并测量其反射回来的时间，生成桥梁的详细三维模型。

15、优点：精度高，能详细描绘桥梁的几何形态和表面状况。

16、缺点：设备昂贵，操作复杂，需要专业人员进行数据分析。

17、6. 结构健康监测系统（shm）：集成多种传感技术，如应变计、加速度计、gps和环境传感器等，构建的系统可以实时监测桥梁的各项物理和环境参数。

18、优点：提供实时数据，能动态监控桥梁健康状态。

19、缺点：系统建设和维护成本高，数据量庞大，需要高效的数据处理系统。

20、尽管这些技术各有优势，但它们通常面临成本高、应用范围有限、数据处理复杂等问题。特别是在复杂环境条件下，如极端天气、地形限制等情况下，这些方法的有效性可能会大打折扣。此外，多数传统方法难以实现对桥梁全局和长期的连续监控，这在一定程度上限制了它们在桥梁预警和维护中的应用效果。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的一个技术问题，本发明实施例提供了一基于insar的桥梁伸缩缝与墩梁固结处的定位方法，无需桥梁设计施工信息，根据桥梁本身的物理性质，利用先进的遥感技术精确定位。所述技术方案如下：

2、一种基于insar的桥梁伸缩缝与墩梁固结处的定位方法，包括：

3、s1、获取桥梁的地理位置信息；

4、s2、根据所述桥梁的地理位置信息，下载对应区域的sar影像，得到覆盖桥梁地理位置信息的sar影像集；

5、s3、根据所述覆盖桥梁地理位置信息的sar影像集，利用时序insar技术解算时空形变信息，得到对应桥梁区域的ps点集；

6、s4、将所述对应桥梁区域的ps点集输入至qgis开源平台进行处理，得到所述桥梁的伸缩缝和墩梁固结处。

7、可选地，所述s2的根据所述桥梁的地理位置信息，下载对应区域的sar影像，得到覆盖桥梁地理位置信息的sar影像集包括：

8、s201、根据所述桥梁的地理位置信息，下载对应区域的sar影像，其中，所述sar影像为sentinel-1a/b、cosmo-skymmed、terrasar-x等雷达影像；

9、s202、下载对应sar影像的精密轨道数据；

10、s203、将精密轨道数据导入对应时间的sar影像，得到所述桥梁的sar影像集。

11、可选地，所述s3的根据所述覆盖桥梁地理位置信息的sar影像集，利用时序insar技术解算时空形变信息，得到对应桥梁区域校正后的ps点集

12、s301、对所述覆盖桥梁地理位置信息的sar影像集进行预处理，得到预处理后的覆盖桥梁地理位置信息的sar影像集；

13、s302、确定所述预处理后的覆盖桥梁地理位置信息的sar影像集内的一个影像作为基准影像，确定所述预处理后的桥梁的sar影像集内除去基准影像的其他影像为目标影像，且，去除所述预处理后的桥梁的sar影像信息集合内每一个影像受到平地相位的影响；

14、s303、通过计算每一个目标影像和所述基准影像的相位差，得到干涉图；

15、s304、从所述干涉图筛选出相干系数高的ps点，并且，相干系数较高的ds点引入所述干涉图中，基于所述ps点和所述ds点得到时间序列点集；

16、s305、基于比较不同时间序列点集内每个点的相位差，得到所述时间序列点集内每个点对应的形变；

17、s306、去除所述时间序列点集内每个点的大气相位对形变的影响，得到新的时间序列点集，所述新的时间序列点集为校正后的ps点集。

18、可选地，所述s301的预处理包括：辐射校正和几何校正。

19、可选地，所述s302的去除所述预处理后的桥梁的sar影像信息集合内每一个影像受到平地相位的影响包括：基于数字高程模型校正每一个影像因地形变化引起的影响。

20、可选地，所述s306的去除所述时间序列点集内每个点的大气相位对形变的影响的方法为基于大气校正模型去除大气影对形变的影响。

21、可选地，所述s4的将所述校正后的ps点集输入至qgis开源平台进行处理，得到所述桥梁的伸缩缝和墩梁固结处包括：

22、s401、将所述校正后的ps点集输入至qgis开源平台，筛选出对应桥梁区域的ps点，得到筛选后的ps点集；

23、s402、对所述筛选后的ps点集进行符号样式化设置，得到样式化后的ps点集；

24、s403、至少针对两个不同温度变化的时间序列，显示样式化后的ps点时序变形结果；

25、s404、基于时序变形结果，得到所述桥梁的伸缩缝的位置和墩梁固结位置。

26、可选地，所述s402的对所述筛选后的ps点集进行符号样式化设置，得到样式化后的ps点集包括：

27、根据所述筛选后的ps点的形变，对所述筛选后的ps点进行着色，和/或，更改点的大小，得到样式化后的ps点集。

28、可选地，所述s403的至少针对两个不同温度变化的时间序列，显示样式化后的ps点时序变形结果包括：

29、选择至少两个不同温度变化的时间序列，即升温时间序列和降温时间序列，且两个不同时间序列存在10摄氏度以上的温差，得到由温度变化引起的结构变形，观察不同时间序列所述样式化后的ps点集内的点的形变。

30、可选地，所述s404的基于时序变形结果，得到所述桥梁的伸缩缝的位置和墩梁固结位置包括：

31、将出现明显跳跃的ps点的位置定位为所述桥梁的伸缩缝；

32、将不发生变化的ps点的位置定位为墩梁固结位置。

33、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

34、本方法无需桥梁设计施工信息，根据桥梁本身的物理性质，利用先进的遥感技术精确定位；本方法测量范围极大，遥感影像中的所有桥梁均可以通过本方法测量；本方法的全天候、高密度、非接触式测量，填补了传统测量方法的不足之处。