第1章 绪论

1.1 遥感信息自动提取的背景及意义

工程勘测中，应用遥感技术可提高选线、选址勘测的质量，提高勘测效率，克服地面观察的局限性，减小盲目性，改善劳动条件，节约基建投资等（卓宝熙，2008）。遥感技术在工程建设的应用中已成为一个重要的研究、应用领域。在已竣工和在建的大型工程建设的选线、选址中，遥感技术得到了广泛应用，如三峡大坝、南水北调、小浪底水库、宜万铁路、青藏铁路、十宜铁路、大秦铁路、京沪高速铁路、西藏墨脱公路和宁德高速公路等。

近年来，我国正处于高速公路、高速铁路及乡村公路网建设的高峰时期，大量工程建设的前提是科学的选线、选址，而遥感技术的优势使其在几乎所有大型工程建设中得到了广泛应用。由于建设工期通常比较紧迫，而前期的选线、选址的工作量又极大，因此，如何从大量的遥感影像中快速、准确地获取选线、选址所需的工程地质信息是至关重要的，也是参与选线、选址研究人员最关心的问题之一。然而，目前在工程建设应用中，工程地质地学信息的遥感获取主要依靠有经验的人员进行人机交互目视解译，这种方法存在的问题是：

（1）效率相对较低，一景数据多种工程地质信息的解译需要几天甚至更长的时间，为了节省时间，往往只解译线路走廊带的主要信息，如断裂构造、岩性、水体、崩塌、滑坡和泥石流等。

（2）解译的精度受人的影响较大，易造成解译成果的拼接、成图等方面的问题。

（3）数据利用效率低，对解译成果综合利用、分析需要根据经验进行判断，没有有效地利用现有RS和GIS的空间分析功能来分析和处理问题。

上述问题造成了费时、费力、解译精度不稳定及数据应用效率低等问题，因此，近年来工程地质地学信息的遥感自动识别和提取成了国内外相关行业的研究重点和热点。但是，由于工程地质地学信息的地学特征、地学遥感机理都十分复杂，要素信息间存在的关联多，干扰因素也多，因此相关的研究进展较为缓慢，如岩性自动解译、断裂构造解译及崩塌等。

优质高效和轻松愉快地从源源不断产生的海量遥感影像数据中抽取有关专题信息，是当前遥感技术发展及其应用领域的重大瓶颈问题，也是各国科学家想方设法要解决的热点技术问题（阎守邕等，2007）。由此，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》指出信息获取、地质灾害监测、预警等技术是优先发展的前沿技术，强调寻求新的计算与处理方式是未来信息技术领域面临的重大挑战。《国家自然科学资金“十二五”发展规划》也指出信息提取的新途径和新技术是未来研究的“重点领域”之一。

为了解决工程地质信息遥感解译的速度和效率等问题，本书对工程地质地学要素的遥感自动识别、解译的相关内容进行了深入、细致的研究，并且取得了一些成果。

综上所述，本书研究的意义至少包括以下三个方面。

（1）为线路工程选线、大型工程选址的地质灾害评估提供方法和数据支撑。

目前正处于高速公路、铁路及大型工程建设的高峰期，快速、准确地提供线路走廊带等工程区域已发生滑坡或在滑的滑坡信息，将为工程的地质灾害评估提供有力的参考，可有效地提高工程初勘、详勘的工作效率，极大地节省人力和物力。

（2）为滑坡、泥石流等地质灾害的监测评价、预警提供精确、及时的数据支持。

地质灾害具有区域地理和地质特征。灾害的发生除了具有偶然性外，更具有内在的必然联系。在全球气候异常和地质灾害频发期，能够从影像数据中快速、自动地提取大范围的崩塌、滑坡、泥石流等灾害信息及相关辅助信息，将为区域地质灾害调查、监测、评价及预警等提供有力的数据支持。

（3）为灾害信息的遥感自动解译提供方法和技术参考。

工程地质地学要素自动提取涉及多个学科、方法和技术，这些方法和技术的改进、创新将有助于解决其他地学要素的遥感自动解译问题，有助于推动遥感信息自动解译的整体快速发展。