一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法及系统与流程

1.本技术涉及遥感应用领域，尤其涉及一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法及系统。


背景技术：

2.通过研究地球表面的形态特征、成因、分布及其演变规律，来获得地貌信息，同时通过对地质进行勘察、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数，得到地质信息，对工程建设、农业生产和矿产勘查等都具有十分重要的意义。
3.目前，随着科学技术的不断进步，工程地质勘察方面也涌现出了许多新技术，使得地质勘查和地貌分析水平不断提高，使用平面遥感通过扫描收集各种图纸，得到基础数据，对数据进行平面解译，得到地质信息情况，从而为实际生产提供参考依据。
4.然而，由于图像中涉及地貌、区域地质、水文地质、气象、生态环境，种类众多，空间和时间跨度大，造成数据处理工作量大，无法对有效利用数据资源得到可靠的勘探结果，最后导致分析和勘探结果不准确，在实际生产中出现工程事故的后果。存在地质地貌勘探精度低，图像处理结果不准确的技术问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法及系统，用以解决现有技术中存在地质地貌勘探精度低，图像处理结果不准确的技术问题。
6.鉴于上述问题，本技术提供了一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法及系统。
7.第一方面，本技术提供了一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法，其中，所述方法应用于地质地貌分析与勘探系统，所述系统与勘探终端通讯连接，所述方法包括：通过所述勘探终端采集目标区域的图像，得到遥感图像集合；对所述遥感图像集合进行图像预处理，得到遥感预处理图像集合；提取所述遥感预处理图像集合中的数据信息，得到地质地貌数据集；通过数字地球平台获得所述目标区域的高程数据，对所述地质地貌数据集进行校正，得到校正数据集；根据所述校正数据集和所述遥感预处理图像集合进行特征提取，得到特征集；将所述特征集输入区域归整模型进行分析，输出相对位置标签；根据所述相对位置标签对所述遥感预处理图像集合中的图像进行拼接，得到所述目标区域遥感图像。
8.另一方面，本技术还提供了一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探系统，其中，所述系统包括：图像获得模块，所述图像获得模块用于通过勘探终端采集目标区域的图像，得到遥感图像集合；预处理模块，所述预处理模块用于对所述遥感图像集合进行图像预处理，得到遥感预处理图像集合；数据提取模块，所述数据提取模块用于提取所述遥感预处理图像集合中的数据信息，得到地质地貌数据集；校正模块，所述校正模块用于通过数字地球平台获得所述目标区域的高程数据，对所述地质地貌数据集进行校正，得到校正数据集；特征
提取模块，所述特征提取模块用于根据所述校正数据集和所述遥感预处理图像集合进行特征提取，得到特征集；标签输出模块，所述标签输出模块用于将所述特征集输入区域归整模型进行分析，输出相对位置标签；拼接模块，所述拼接模块用于根据所述相对位置标签对所述遥感预处理图像集合中的图像进行拼接，得到所述目标区域遥感图像。
9.本技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本技术通过勘探终端采集目标区域的图像，得到遥感图像集合，通过图像预处理对遥感图像集合进行降噪增强处理，得到遥感预处理图像集合，然后提取遥感预处理图像集合中的数据信息，得到地质地貌数据集，依据数字地球平台获得所述目标区域的高程数据，对地质地貌数据集进行高度方向的校正，得到校正数据集，然后根据校正数据集和遥感预处理图像集合进行特征提取，得到特征集，进而将特征集输入区域归整模型进行分析，输出相对位置标签，根据相对位置标签对遥感预处理图像集合中的图像进行拼接，得到目标区域遥感图像。实现了提高运用遥感技术对地质地貌进行分析勘探的精度的目标，达到了提高遥感图像处理的准确度的技术效果。
附图说明
10.为了更清楚地说明本技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
11.图1为本技术实施例提供的一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法的流程示意图；图2为本技术实施例提供的一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法中对所述遥感图像集合进行图像预处理的流程示意图；图3为本技术实施例提供的一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法中得到所述遥感降噪图像集合的流程示意图；图4为本技术一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探系统的结构示意图；附图标记说明：图像获得模块11，预处理模块12，数据提取模块13，校正模块14，特征提取模块15，标签输出模块16，拼接模块17。
具体实施方式
12.本技术通过提供一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法及系统，解决了现有技术中存在地质地貌勘探精度低，图像处理结果不准确的技术问题。达到了提高通过遥感技术进行地质地貌的勘探精度，提高图像处理的准确性的技术效果。
13.本技术技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。
14.下面，将参考附图对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是本技术的全部实施例，应理解，本技术不受这里描述的示例实施例的限制。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。另外还需要说明的是，为
了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部。
15.实施例一如图1所示，本技术提供了一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法，其中，所述方法应用于地质地貌分析与勘探系统，所述系统与勘探终端通讯连接，所述方法包括：步骤s100：通过所述勘探终端采集目标区域的图像，得到遥感图像集合；具体而言，所述勘探终端是通过机载遥感三维成像仪从空中获取所述目标区域的图像的终端。其中，所述目标区域是要进行任一地质地貌分析与勘探的区域。所述遥感图像中包含了所述目标区域的三维位置和遥感光谱信息，可以实现对所述目标区域的定位和定性数据的同步获取，保证数据信息准确性的目标。所述遥感图像集合是表征所述目标区域的地形地貌信息的图像集合。
16.步骤s200：对所述遥感图像集合进行图像预处理，得到遥感预处理图像集合；进一步的，如图2所示，所述对所述遥感图像集合进行图像预处理，本技术实施例步骤s200还包括：步骤s210：搭建图像提取模型对所述遥感图像集合进行逐级提取；步骤s220：所述图像提取模型的一级指标为成像角度相似度，二级指标为成像特征相似度，三级指标为成像质量值；步骤s230：通过将所述遥感图像集合输入所述图像提取模型中，输出提取图像集合。
17.具体而言，获得的所述遥感图像集合由于采集仪器以及周围环境的影响会导致所述遥感图像集合中的图像信息不够清晰、相互之间重叠较多，如果直接使用会导致分析不准确的后果，因此，需要对所述遥感图像集合进行预处理，将合格的图像筛选出来，以及对图像中的噪声进行消除和提升图像质量。
18.具体的，所述图像提取模型是用于对所述遥感图像集合逐级按照指标进行筛选提取的模型。所述一级指标为所述成像角度相似度，按照一级指标，将所述遥感图像集合中成像角度相似度高的图像进行分类，进而按照二级指标，即成像特征相似度来对分类后的图像进一步提取图像中的特征，特征相似的图像分类，最后按照三级指标，即成像质量值对二级分类后的图像按照图像质量高低，筛选出成像特征相似的图像中的高质量图像组成所述提取图像集合。其中，所述提取图像集合是对所述遥感图像集合进行初步筛选，从成像角度和成像特征两个方面将重复度高的照片进行筛选分类，进而通过从图像质量的角度进一步筛选。实现了提高分析图像质量，为后续图像处理减轻工作量的目标，达到了提高图像处理效率和图像处理准确性的技术效果。
19.进一步的，如图3所示，所述输出提取图像集合之后，本技术实施例步骤s200还包括：步骤s240：遍历所述提取图像集合中每个图像进行傅里叶变换，获取每个图像中的每个像素点的幅度值和相位，得到多个图像幅度值集合和多个图像相位集合，其中，所述多个图像幅度值集合和所述多个图像相位集合一一对应；步骤s250：通过对多个图像幅度值集合分别进行筛选，得到筛选后的多个图像幅度值集合；步骤s260：根据所述多个图像相位集合和所述筛选后的多个图像幅度值集合进行
傅里叶反变换，得到所述遥感降噪图像集合。
20.进一步的，所述得到所述遥感降噪图像集合之后，本技术实施例步骤s200还包括：步骤s270：评估所述遥感降噪图像集合的图像质量，获得质量评估结果；步骤s280：判断所述质量评估结果是否超过预定质量阈值，若未超过，获得图像增强预处理指令；步骤s290：根据所述图像增强预处理指令，对所述遥感降噪图像集合进行图像增强预处理，得到遥感预处理图像集合。
21.具体而言，通过进行傅里叶变换对图像中的噪声进行去除。通过对所述提取图像集合中每个图像进行傅里叶变换，可以将图像转化到频域上，可以得到每个图像中的每个像素的相位和幅度值。其中，所述相位代表图像中的位置形状信息，可以将去除噪声后的图像中的像素定位回原来的位置，在去除噪声的过程中对于相位不做处理。所述幅度值是代表一个像素的能量大小，通过进行幅度值大小的筛选可以将噪声去除。
22.具体的，所述多个图像幅度值集合是所述提取图像集合中每个图像的所有像素点对应的幅度值集合。所述多个图像相位集合是所述提取图像集合中每个图像的所有像素点对应的相位集合。通过所述多个图像幅度值集合和所述多个图像相位集合一一对应，可以保证经过傅里叶变换后筛选后的像素点仍然可以对应到原来的位置。
23.具体的，所述通过对多个图像幅度值集合分别进行筛选是通过预设幅度阈值，将低于预设幅度阈值的幅度值筛选出来，得到去除高频部分幅度值之后的所述筛选后的多个图像幅度值集合。进而，根据所述一一对应的所述多个图像相位集合和所述筛选后的多个图像幅度值集合进行傅里叶反变换，就可以得到去除噪声后的图像，即所述遥感降噪图像集合。由于，经过筛选只保留了低频部分的幅值，根据得到的多个图像幅度值集合可以得到像素点，实现了对图像去除噪声的目的，达到了提高图像质量，提高分析准确性的技术效果。
24.步骤s300：提取所述遥感预处理图像集合中的数据信息，得到地质地貌数据集；步骤s400：通过数字地球平台获得所述目标区域的高程数据，对所述地质地貌数据集进行校正，得到校正数据集；进一步的，对所述地质地貌数据集进行校正，本技术实施例步骤s400还包括：步骤s410：提取所述地质地貌数据集中的控制点，得到控制点集合；步骤s420：获取几何校正模块；步骤s430：将所述高程数据和所述控制点集合输入所述几何校正模块中，输出所述校正数据集。
25.具体而言，所述地质地貌数据集是反应所述目标区域的地质地貌相关情况的数据集合，包括：地貌面的海拔，地表的相对起伏度，光谱波形等。所述数字地球平台是一个提供全球丰富的数字地形和数字影响资料。可选的，所述数字地球平台可以是google earth。通过自动从所述数字地球平台中获取所述目标区域的高程数据，其中，所述高程数据是指所述目标区域内各点沿铅垂线方向到绝对基面的距离集合。所述地质地貌数据集中的控制点是反应所述目标区域的地形边缘和地貌边缘的离散点。可选的，所述控制点可以是边坡的起点、斜坡的起点、地质断面边端点等。所述几何校正模块是用来对控制点在高度方向的位置进行校正的模块。通过将所述高程数据和所述控制点集合输入到所述几何校正模块中可
以将所述地质地貌数据集中的点进行高度方向的校正，从而达到了在对所述图像进行解译的时候可以定量分析，提高图像分析的准确度的技术效果。
26.步骤s500：根据所述校正数据集和所述遥感预处理图像集合进行特征提取，得到特征集；步骤s600：将所述特征集输入区域归整模型进行分析，输出相对位置标签；进一步的，所述将所述特征集输入区域归整模型进行分析，本技术实施例步骤s600还包括：步骤s610：获取所述目标区域的历史特征集；步骤s620：将所述历史特征集分为训练集和验证集，并对所述验证集进行标识，得到标识验证集；步骤s630：通过所述训练集对深度学习网络进行训练，获得所述区域初始归整模型；步骤s640：基于所述标识验证集对所述区域初始归整模型进行验证，直到达到预设准确率，获得所述区域归整模型。
27.具体而言，所述特征提取是提取可以反映地形地貌边缘的特征。所述特征集是反映边缘的划分的集合，可以是高山和峡谷的边界、平原和河谷的分界等。所述区域归整模型是用来对所述特征集进行提取分析，对各个特征在所述目标区域中的相对位置做标记，得到所述相对位置标签的功能模型。
28.具体的，所述目标区域的历史特征集是过去某一段时间内的区域内的地质地貌特征集合。所述训练集是用来对深度学习网络进行训练，练习将特征转换为相对位置，得到所述区域初始归整模型。进而，通过所述标识验证集对所述区域初始归整模型进行验证，验证相对位置与实际位置的准确程度，可以得到所述区域初始归整模型的准确度。直至所述准确度达到预先设定的模型准确度，得到所述区域归整模型。
29.步骤s700：根据所述相对位置标签对所述遥感预处理图像集合中的图像进行拼接，得到所述目标区域遥感图像。
30.进一步的，本技术实施例步骤s700还包括：根据所述目标区域的预定周期内的自然灾害信息，其中，所述自然灾害信息包括：自然灾害种类信息和自然灾害频率信息；根据所述自然灾害种类信息分析与所述目标区域的地质地貌形成的相关程度，得到相关系数；根据所述相关系数和所述自然灾害频率信息，计算所述目标区域的图像采集频率；根据所述图像采集频率，对所述目标区域遥感图像进行优化更新。
31.具体而言，所述特征集与所述遥感预处理图像集合中的图像一一对应，通过按照所述相对位置标签对所述遥感预处理图像集合中的图像进行拼接，可以得到准确的所述目标区域遥感图像，即通过遥感技术获得的所述目标区域的图像。
32.所述自然灾害信息是所述目标区域内发生的自然界异常现象，会对地质地貌结构产生改变的自然灾害的相关信息。所述自然灾害种类信息是根据所述目标区域所处的地理位置来确定的，可以是：干旱、高温、洪涝、台风、地震、滑坡、泥石流等。不同的自然灾害导致
的地质地貌结构变化程度不同，由此，分析自然灾害与所述目标区域的地质地貌形成的相关程度，可以得到自然灾害对所述目标区域地质地貌形成影响的所述相关系数。所述自然灾害频率信息是所述目标区域发生的不同自然灾害各自对应的频率。通过所述相关系数和所述自然灾害频率信息可以得到所述目标区域的图像采集频率。由此，实现了对所述目标区域遥感图像及时更新，达到了提高图像的准确性的技术效果。
33.综上所述，本技术所提供的一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法具有如下技术效果：1.本技术通过勘探终端采集目标区域的图像，通过图像预处理，得到遥感预处理图像集合，然后提取遥感预处理图像集合中的数据信息，得到地质地貌数据集，依据数字地球平台获得所述目标区域的高程数据，对地质地貌数据集进行高度方向的校正，得到校正数据集，然后根据校正数据集和遥感预处理图像集合进行特征提取，得到特征集，进而将特征集输入区域归整模型进行分析，输出相对位置标签，根据相对位置标签对遥感预处理图像集合中的图像进行拼接，得到目标区域遥感图像。达到了提高通过遥感技术进行地质地貌的勘探精度和图像处理准确性的技术效果。
34.2.本技术通过遍历提取图像集合中每个图像进行傅里叶变换，获取每个图像中的每个像素点的幅度值和相位，得到多个图像幅度值集合和多个图像相位集合，通过对多个图像幅度值集合分别进行筛选，筛选出幅度值低的集合，得到筛选后的多个图像幅度值集合，然后根据多个图像相位集合和筛选后的多个图像幅度值集合进行傅里叶反变换，得到遥感降噪图像集合。实现了对图像去除噪声的目的，达到了提高图像质量，提高分析准确性的技术效果。
35.实施例二基于与前述实施例中一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法同样的发明构思，如图4所示，本技术还提供了一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探系统，其中，所述系统包括：图像获得模块11，所述图像获得模块11用于通过勘探终端采集目标区域的图像，得到遥感图像集合；预处理模块12，所述预处理模块12用于对所述遥感图像集合进行图像预处理，得到遥感预处理图像集合；数据提取模块13，所述数据提取模块13用于提取所述遥感预处理图像集合中的数据信息，得到地质地貌数据集；校正模块14，所述校正模块14用于通过数字地球平台获得所述目标区域的高程数据，对所述地质地貌数据集进行校正，得到校正数据集；特征提取模块15，所述特征提取模块15用于根据所述校正数据集和所述遥感预处理图像集合进行特征提取，得到特征集；标签输出模块16，所述标签输出模块16用于将所述特征集输入区域归整模型进行分析，输出相对位置标签；拼接模块17，所述拼接模块17用于根据所述相对位置标签对所述遥感预处理图像集合中的图像进行拼接，得到所述目标区域遥感图像。
36.进一步的，所述系统还包括：
逐级提取单元，所述逐级提取单元用于搭建图像提取模型对所述遥感图像集合进行逐级提取；设定单元，所述设定单元用于所述图像提取模型的一级指标为成像角度相似度，二级指标为成像特征相似度，三级指标为成像质量值；输出图像单元，所述输出图像单元用于通过将所述遥感图像集合输入所述图像提取模型中，输出提取图像集合。
37.进一步的，所述系统还包括：变换单元，所述变换单元用于遍历所述提取图像集合中每个图像进行傅里叶变换，获取每个图像中的每个像素点的幅度值和相位，得到多个图像幅度值集合和多个图像相位集合，其中，所述多个图像幅度值集合和所述多个图像相位集合一一对应；筛选单元，所述筛选单元用于通过对多个图像幅度值集合分别进行筛选，得到筛选后的多个图像幅度值集合；反变换单元，所述反变换单元用于根据所述多个图像相位集合和所述筛选后的多个图像幅度值集合进行傅里叶反变换，得到所述遥感降噪图像集合。
38.进一步的，所述系统还包括：质量评估单元，所述质量评估单元用于评估所述遥感降噪图像集合的图像质量，获得质量评估结果；判断单元，所述判断单元用于判断所述质量评估结果是否超过预定质量阈值，若未超过，获得图像增强预处理指令；增强预处理单元，所述增强预处理单元用于根据所述图像增强预处理指令，对所述遥感降噪图像集合进行图像增强预处理，得到遥感预处理图像集合。
39.进一步的，所述系统还包括：提取控制点单元，所述提取控制点单元用于提取所述地质地貌数据集中的控制点，得到控制点集合；校正模块获取单元，所述校正模块获取单元用于获取几何校正模块；校正数据输出单元，所述校正数据输出单元用于将所述高程数据和所述控制点集合输入所述几何校正模块中，输出所述校正数据集。
40.进一步的，所述系统还包括：历史特征获取单元，所述历史特征获取单元用于获取所述目标区域的历史特征集；标识单元，所述标识单元用于将所述历史特征集分为训练集和验证集，并对所述验证集进行标识，得到标识验证集；训练单元，所述训练单元用于通过所述训练集对深度学习网络进行训练，获得所述区域初始归整模型；验证单元，所述验证单元用于基于所述标识验证集对所述区域初始归整模型进行验证，直到达到预设准确率，获得所述区域归整模型。
41.进一步的，所述系统还包括：自然灾害信息获取单元，所述自然灾害信息获取单元用于根据所述目标区域的预定周期内的自然灾害信息，其中，所述自然灾害信息包括：自然灾害种类信息和自然灾害频
率信息；相关系数获取单元，所述相关系数获取单元用于根据所述自然灾害种类信息分析与所述目标区域的地质地貌形成的相关程度，得到相关系数；计算单元，所述计算单元用于根据所述相关系数和所述自然灾害频率信息，计算所述目标区域的图像采集频率；优化单元，所述优化单元用于根据所述图像采集频率，对所述目标区域遥感图像进行优化更新。
42.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，前述图1实施例一中的一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法和具体实例同样适用于本实施例的一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探系统，通过前述对一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种基于遥感技术地质地貌分析与勘探系统，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
43.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。