基于HRNet模型的采煤沉陷区提取方法、装置与流程

本发明涉及雷达遥感处理与应用，具体涉及基于hrnet模型的采煤沉陷区提取方法、装置。

背景技术：

1、伴随着大量煤炭的开采，可能会导致地面沉陷、基础设施破坏等，这些都威胁着当地自然环境和财产安全，因此对采矿区域进行形变监测并提取矿区沉陷区范围有着重要意义。尽管水准测量和gps测量等传统的测绘方法在矿区形变监测中具有较高的精度，但它们也存在明显的局限性和不足。具体来说，这些方法需要投入大量的人力物力，导致作业成本较高，测量周期较长，使得监测效率较低。此外，监测点容易遭受破坏的问题也不容忽视。更重要的是，这些传统测绘手段只能提供离散点的测量结果，无法全面、系统地揭示矿区的整体形变和开采沉陷规律，从而在一定程度上限制了其在矿区形变监测中的应用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开实施例提供一种基于hrnet模型的采煤沉陷区提取方法、装置，至少部分解决现有技术中存在的问题。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种基于hrnet模型的采煤沉陷区提取方法，包括：

3、利用sbas-insar技术，对目标区域的sar影像进行处理以获取目标区域的形变信息；

4、利用d-insar技术，对包含矿井的区域进行形变监测以获得反映所述区域地表形变情况的相位解缠结果图；

5、对所述相位解缠结果图进行目视解译以获得含有采煤沉陷区的图像块作为训练样本数据；

6、利用所述训练样本数据训练hrnet网络模型以获得经训练的hrnet网络模型；以及

7、将所述目标区域的形变信息输入所述经训练的hrnet网络模型以获得采煤沉陷区。

8、在一个具体实施方式中，所述方法还包括对所述目标区域的形变信息进行人工解译，并对经过人工解译的形变信息与通过hrnet网络模型所获得的采煤沉陷区进行比较。

9、在一个具体实施方式中，选取于秋冬季节采集的干涉像对来对包含矿井的区域进行形变监测。

10、在一个具体实施方式中，所述利用d-insar技术，对包含矿井的区域进行形变监测以获得反映所述区域地表形变情况的相位解缠结果图的步骤包括：

11、从sar影像中选取主影像；

12、将其他时时相的sar影像与所述主影像进行影像配准；

13、基于外部dem数据和配准后的sar影像数据生成干涉图；

14、基于干涉图生成差分干涉图，并对所述差分干涉图进行滤波，并对滤波后的差分干涉图进行相位解缠以获得相位解缠结果图。

15、在一个具体实施方式中，对滤波后的差分干涉图进行相位解缠以获得相位解缠结果图的步骤包括：

16、识别滤波后的差分干涉图中由于地表形变引起的相位变化；

17、应用相位解缠算法估计相位变化中隐藏的相位；以及

18、将估计出的隐藏的相位加到原始相位上，以恢复相位的完整性。

19、在一个具体实施方式中，采用两轨法获取所述差分干涉图。

20、在一个具体实施方式中，对所述相位解缠结果图进行目视解译以获得含有采煤沉陷区的图像块作为训练样本数据，包括：

21、采用arcgis软件对所述相位解缠结果图进行目视解译；

22、在所述相位解缠结果图中手动圈画出采煤沉陷区；

23、按照512×512的规格对所述相位解缠结果图进行裁剪；

24、从裁剪出的图像块中挑选出含有采煤沉陷区的图像块作为训练样本数据。

25、在一个具体实施方式中，还通过准确率、精确率以及平均交并比对所获得的hrnet网络模型的分割性能进行评价。

26、在一个具体实施方式中，通过下式获取包含矿井的区域的形变：

27、

28、式中，δr为形变量，λ为波长，为形变相位。

29、第二方面，本公开实施例提供了一种基于hrnet模型的采煤沉陷区提取装置，包括：

30、目标区域形变信息获取装置，利用sbas-insar技术，对目标区域的sar影像进行处理以获取目标区域的形变信息；

31、相位解缠结果图获取装置，利用d-insar技术，对包含矿井的区域进行形变监测以获得反映所述区域地表形变情况的相位解缠结果图；

32、训练样本数据获取装置，对所述相位解缠结果图进行目视解译以获得含有采煤沉陷区的图像块作为训练样本数据；

33、hrnet网络模型训练装置，利用所述训练样本数据训练hrnet网络模型以获得经训练的hrnet网络模型；以及

34、采煤沉陷区获取装置，将所述目标区域的形变信息输入所述经训练的hrnet网络模型以获得采煤沉陷区。

35、本公开实施例中的基于hrnet模型的采煤沉陷区提取方法包括利用sbas-insar技术，对目标区域的sar影像进行处理以获取目标区域的形变信息；利用d-insar技术，对包含矿井的区域进行形变监测以获得反映所述区域地表形变情况的相位解缠结果图；对所述相位解缠结果图进行目视解译以获得含有采煤沉陷区的图像块作为训练样本数据；利用所述训练样本数据训练hrnet网络模型以获得经训练的hrnet网络模型；以及将所述目标区域的形变信息输入所述经训练的hrnet网络模型以获得采煤沉陷区。通过本公开的处理方案，可保持高分辨率特征不受损失，将沉陷区域的细节信息更完整的保留利用，进而提升预测结果的精确度，减少沉陷区漏分类错分类的现。

技术特征：

1.一种基于hrnet模型的采煤沉陷区提取方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于hrnet模型的采煤沉陷区提取方法，其特征在于，所述方法还包括对所述目标区域的形变信息进行人工解译，并对经过人工解译的形变信息与通过hrnet网络模型所获得的采煤沉陷区进行比较。

3.根据权利要求1所述的基于hrnet模型的采煤沉陷区提取方法，其特征在于，选取于秋冬季节采集的干涉像对来对包含矿井的区域进行形变监测。

4.根据权利要求1所述的基于hrnet模型的采煤沉陷区提取方法，其特征在于，所述利用d-insar技术，对包含矿井的区域进行形变监测以获得反映所述区域地表形变情况的相位解缠结果图的步骤包括：

5.根据权利要求4所述的基于hrnet模型的采煤沉陷区提取方法，其特征在于，对滤波后的差分干涉图进行相位解缠以获得相位解缠结果图的步骤包括：

6.根据权利要求4所述的基于hrnet模型的采煤沉陷区提取方法，其特征在于，采用两轨法获取所述差分干涉图。

7.根据权利要求1所述的基于hrnet模型的采煤沉陷区提取方法，其特征在于，对所述相位解缠结果图进行目视解译以获得含有采煤沉陷区的图像块作为训练样本数据，包括：

8.根据权利要求7所述的基于hrnet模型的采煤沉陷区提取方法，其特征在于，还通过准确率、精确率以及平均交并比对所获得的hrnet网络模型的分割性能进行评价。

9.根据权利要求1所述的基于hrnet模型的采煤沉陷区提取方法，其特征在于，通过下式获取包含矿井的区域的形变：

10.一种基于hrnet模型的采煤沉陷区提取装置，其特征在于，包括：

技术总结
本公开实施例中提供了一种基于HRNet模型的采煤沉陷区提取方法、装置，该方法包括利用SBAS‑InSAR技术，对目标区域的SAR影像进行处理以获取目标区域的形变信息；利用D‑InSAR技术，对包含矿井的区域进行形变监测以获得反映所述区域地表形变情况的相位解缠结果图；对所述相位解缠结果图进行目视解译以获得含有采煤沉陷区的图像块作为训练样本数据；利用所述训练样本数据训练HRNet网络模型以获得经训练的HRNet网络模型；以及将所述目标区域的形变信息输入所述经训练的HRNet网络模型以获得采煤沉陷区。通过本公开的处理方案，可保持高分辨率特征不受损失，将沉陷区域的细节信息更完整的保留利用，进而提升预测结果的精确度，减少沉陷区漏分类错分类的现。

技术研发人员：刘雯婷,陈琦,谭路文,王越,杨佳琦,王啸天,郭美娟,赵振阳,胡骁,田甜
受保护的技术使用者：中国四维测绘技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5