南京市计量监督检测院;南京工业大学陈倩倩获国家专利权
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龙图腾网获悉南京市计量监督检测院;南京工业大学申请的专利基于小基线集技术和GRU的滑坡位移监测与预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121117511B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511648949.7,技术领域涉及:G06F18/20;该发明授权基于小基线集技术和GRU的滑坡位移监测与预测方法是由陈倩倩;毛佳伟;孙如梦;陈瑶;魏建雄;沈沂;王子彦;朱婷婷设计研发完成,并于2025-11-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于小基线集技术和GRU的滑坡位移监测与预测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于小基线集技术和GRU的滑坡位移监测与预测方法,属于地质灾害监测预测技术领域。获取SAR影像数据,构建干涉图和相干性图,并对干涉图进行预处理;通过两步反演过程对预处理后的干涉图进行像素级时间序列位移处理;将处理结果进行地理编码,投影到制图坐标系中,获得滑坡位移监测数据;采用滑坡位移机制特征与降雨时序数据构建并训练滑坡预测模型;基于实时滑坡位移监测数据,结合未来降雨预测数据作为输入数据,通过训练完成的滑坡预测模型预测滑坡未来一个时间节点内的滑坡位移;不仅有效提高了模型在复杂场景下的预测精度与泛化能力,还显著提升滑坡位移预测的精度和稳定性,为滑坡灾害的及时预警提供可靠的技术支撑。
本发明授权基于小基线集技术和GRU的滑坡位移监测与预测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于小基线集技术和GRU的滑坡位移监测与预测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: 获取SAR影像数据,构建干涉图和相干性图,并对干涉图进行预处理; 通过两步反演过程对预处理后的干涉图进行像素级时间序列位移处理,具体实施过程包括: 通过奇异值分解方法从预处理后的干涉图中提取每个像素的平均位移速率和高程校正; 根据平均位移速率、高程校正和所有干涉图的解缠相位计算逐日期位移、速度、加速度及其变化值,并进行大气校正,获得逐日期位移时间序列; 融合升降轨数据,获得滑坡的东西向与垂直向位移,具体实施过程包括: 提取升轨和降轨的视线向位移结果,获得升降轨数据; 将升降轨数据代入方程: 其中,表示升轨的LOS向形变量,表示降轨的LOS向形变量,表示升轨数据的入射角,表示降轨数据的入射角,表示升轨数据的航向角,表示降轨数据的航向角,表示滑坡的垂直方向位移量,表示滑坡的东西方向位移量; 获得滑坡的东西向位移与垂直向位移; 将处理结果进行地理编码,投影到制图坐标系中,获得滑坡位移监测数据; 采用滑坡位移机制特征与降雨时序数据构建并训练滑坡预测模型,具体实施过程包括: 滑坡位移机制特征包括: 获取特征样本和对应的特征集合,构建并训练SVM模型,输入特征样本,输出特征集合; 获取滑坡区域内与位移相关的多个空间因素,生成滑坡特征; 将所有滑坡特征列入备选集合,初始化一个空集合S储存最终选择的特征,初始化一个空集合R存放特征排序,计算特征q的排序标准值,计算公式为: 其中,表示特征q的排序标准值,表示特征q的特征向量权重; 递归地移除特征向量权重最低的特征,并重新训练SVM模型,直至获得滑坡位移机制的特征子集; 获取滑坡区域的降雨数据,与滑坡位移时间序列对齐,利用Morlet小波分析与小波相干分析,获得滑坡东西向位移和垂直向位移与降雨之间的时间耦合关系; 构建并训练结合多头注意力机制的门控循环单元神经网络的滑坡预测模型,步骤如下: 构建GRU模型,将滑坡位移机制作为GRU模型输入的关键特征,GRU模型包含了一个更新门和一个重置门,给定当前时间步长特征矩阵作为输入,表示前一个时间步t-1的隐藏状态;表示用于确定忽略前一刻状态信息的程度的重置门,表示用于确定前一时刻有多少过去的信息被传递到当前状态的更新门,表示一个候选隐藏状态,表示最终隐藏状态,GRU表达式为: 重置门: 更新门: 候选隐藏状态: 隐藏状态更新: 其中,、、分别表示不同计算过程的权重矩阵,、、分别表示不同计算过程的偏差项,表示一个时间步长的输出张量与当前时间步长的输出张量拼接的结果,表示卷积运算,表示Hadamar操作,表示sigmoid函数;tanh表示双曲正切函数;表示采用候选隐藏状态的比例; 引入多头注意力机制,通过多个并行的自注意力机制捕捉滑坡数据中的空间和时间特征之间的依赖关系; 以滑坡历史位移数据为基础,采用滑坡位移机制特征与降雨时序数据训练GRU模型,获得训练完成的滑坡预测模型; 基于实时滑坡位移监测数据,结合未来降雨预测数据作为输入数据,通过训练完成的滑坡预测模型进行逐步递推,预测滑坡未来一个时间节点内的滑坡位移。
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