第1章 緒論

1.1 遙感信息自動提取的背景及意義

工程勘測中，應用遙感技術可提高選線、選址勘測的質量，提高勘測效率，克服地面觀察的局限性，減小盲目性，改善勞動條件，節約基建投資等（卓寶熙，2008）。遙感技術在工程建設的應用中已成為一個重要的研究、應用領域。在已竣工和在建的大型工程建設的選線、選址中，遙感技術得到了廣泛應用，如三峽大壩、南水北調、小浪底水庫、宜萬鐵路、青藏鐵路、十宜鐵路、大秦鐵路、京滬高速鐵路、西藏墨脫公路和寧德高速公路等。

近年來，我國正處于高速公路、高速鐵路及鄉村公路網建設的高峰時期，大量工程建設的前提是科學的選線、選址，而遙感技術的優勢使其在幾乎所有大型工程建設中得到了廣泛應用。由于建設工期通常比較緊迫，而前期的選線、選址的工作量又極大，因此，如何從大量的遙感影像中快速、準確地獲取選線、選址所需的工程地質信息是至關重要的，也是參與選線、選址研究人員最關心的問題之一。然而，目前在工程建設應用中，工程地質地學信息的遙感獲取主要依靠有經驗的人員進行人機交互目視解譯，這種方法存在的問題是：

（1）效率相對較低，一景數據多種工程地質信息的解譯需要幾天甚至更長的時間，為了節省時間，往往只解譯線路走廊帶的主要信息，如斷裂構造、巖性、水體、崩塌、滑坡和泥石流等。

（2）解譯的精度受人的影響較大，易造成解譯成果的拼接、成圖等方面的問題。

（3）數據利用效率低，對解譯成果綜合利用、分析需要根據經驗進行判斷，沒有有效地利用現有RS和GIS的空間分析功能來分析和處理問題。

上述問題造成了費時、費力、解譯精度不穩定及數據應用效率低等問題，因此，近年來工程地質地學信息的遙感自動識別和提取成了國內外相關行業的研究重點和熱點。但是，由于工程地質地學信息的地學特征、地學遙感機理都十分復雜，要素信息間存在的關聯多，干擾因素也多，因此相關的研究進展較為緩慢，如巖性自動解譯、斷裂構造解譯及崩塌等。

優質高效和輕松愉快地從源源不斷產生的海量遙感影像數據中抽取有關專題信息，是當前遙感技術發展及其應用領域的重大瓶頸問題，也是各國科學家想方設法要解決的熱點技術問題（閻守邕等，2007）。由此，《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020）》指出信息獲取、地質災害監測、預警等技術是優先發展的前沿技術，強調尋求新的計算與處理方式是未來信息技術領域面臨的重大挑戰。《國家自然科學資金“十二五”發展規劃》也指出信息提取的新途徑和新技術是未來研究的“重點領域”之一。

為了解決工程地質信息遙感解譯的速度和效率等問題，本書對工程地質地學要素的遙感自動識別、解譯的相關內容進行了深入、細致的研究，并且取得了一些成果。

綜上所述，本書研究的意義至少包括以下三個方面。

（1）為線路工程選線、大型工程選址的地質災害評估提供方法和數據支撐。

目前正處于高速公路、鐵路及大型工程建設的高峰期，快速、準確地提供線路走廊帶等工程區域已發生滑坡或在滑的滑坡信息，將為工程的地質災害評估提供有力的參考，可有效地提高工程初勘、詳勘的工作效率，極大地節省人力和物力。

（2）為滑坡、泥石流等地質災害的監測評價、預警提供精確、及時的數據支持。

地質災害具有區域地理和地質特征。災害的發生除了具有偶然性外，更具有內在的必然聯系。在全球氣候異常和地質災害頻發期，能夠從影像數據中快速、自動地提取大范圍的崩塌、滑坡、泥石流等災害信息及相關輔助信息，將為區域地質災害調查、監測、評價及預警等提供有力的數據支持。

（3）為災害信息的遙感自動解譯提供方法和技術參考。

工程地質地學要素自動提取涉及多個學科、方法和技術，這些方法和技術的改進、創新將有助于解決其他地學要素的遙感自動解譯問題，有助于推動遙感信息自動解譯的整體快速發展。