本发明属于遥感地质解译技术领域，尤其涉及一种工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法及系统。
背景技术：
地质解释是对地球物理场异常作出符合地质规律的解释，并建立产生地球物理场的地质模型。地质泛指地球的性质和特征。主要是指地球的物质组成、结构、构造、发育历史等，包括地球的圈层分异、物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分、岩层和岩体的产出状态、接触关系，地球的构造发育史、生物进化史、气候变迁史，以及矿产资源的赋存状况和分布规律等。然而，现有工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译过程中构建模型不完整；同时，存储冗余，提取数据效率低。
工程地质信息的解译过程是从遥感图像中根据各类地质现象的影像解译标志提取感兴趣信息的过程，其解译方法从目视定性解译、静态解译发展到利用计算机遥感图像处理和地理信息系统等手段的定性与定量、静态与动态相结合的人机交互式解译。航空遥感影像作为工程地质解译的重要数据源，由于分辨率高、具有立体等特点受到工程技术人员的广泛关注。但在解译手段上，一般基于纸质黑白像对的立体镜解译模式，多数仅是对航空像对进行固定尺度的立体观测解译，解译目标像对定位查找难，解译成果转绘繁琐，精度较差，在一定程度上束缚了航空遥感影像有效的利用。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译过程中构建模型不完整；同时，存储冗余，提取数据效率低。
(2)现有基于纸质黑白像对的立体镜解译模式，多数仅是对航空像对进行固定尺度的立体观测解译，解译目标像对定位查找难，解译成果转绘繁琐，精度较差，在一定程度上束缚了航空遥感影像有效的利用。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法及系统。
本发明是这样实现的，一种工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法，所述工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法包括以下步骤：
步骤一，通过遥感探测仪采集工程地质影像；通过遥感影像处理程序将采集的工程地质影像进行处理，生成立体工程地质影像文件：(ⅰ)对视频文件进行解析以获取所述视频文件的多个图像帧，并在所述多个图像帧中选择参考图像帧；
(ⅱ)根据所述参考图像帧确定所述参考图像帧之后的图像帧的前景区域和背景区域；
(ⅲ)分别对所述前景区域和所述背景区域进行图像处理以获得前景图像和背景图像；
(ⅳ)将所述前景图像与所述背景图像合成为立体图像；以及
(ⅴ)根据多个所述图像帧对应的多个所述立体图像生成立体视频文件并输出。
步骤二，通过主控器控制各个模块正常工作；通过校正程序对立体工程地质影像进行校正；通过建模软件利用校正后的立体工程地质影像构建工程地质三维模型：(1)通过特征提取程序对校正后的立体工程地质影像进行特征提取，并生成特征数据；
(2)通过数据处理程序对特征数据进行分析、导入并生成点集；
(2)建立构造地形面：生成地形曲面并隐藏不需要的限制，附上等值线值；
(3)钻孔的生成：采用文本文件方式录入钻孔相关数据；
(4)岩层面、构造面的建模：对每一个地层面、断层面分别建模，得到整个建模区域的岩性、构造分布情况面模型；
(5)编辑曲面：生成tube曲面，将需要延伸的地层面的边界延伸到tube曲面，并切割地层面不需要的部分；
(6)网格/实体模型的建立：通过gocad的网格模型对象sgrid完成地质网格模型的建立。
步骤三，通过渲染程序对工程地质三维模型进行渲染；通过解译程序建立基于立体分析的三维可视化解译环境，对工程地质模型进行解译：
根据遥感地质解译特点，利用红蓝眼镜模式，通过遥感专业软件的立体分析模块建立地质解译的三维可视化判释环境，该环境下进行的地质信息的解译采集其过程原理与专业摄影测量工作站相似，能进行感兴趣信息的三维量测作业；
根据检索出的感兴趣线路所在范围内的立体像对文件，调取相应的立体像对工程文件，并导入三维立体分析模块中。
步骤四，通过存储器存储工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型：1)通过遥感探测仪获取遥感影像；
2)将所述遥感影像向外扩展到与所述遥感影像边缘相邻的第l级网格边缘，扩展部分使用无效值进行填充，生成更新后的遥感影像；所述第l级网格为根据分辨率确定的所述遥感影像对应的最大网格级别；l为正整数；
3)按照所述第l级网格所占数据大小将所述更新后的遥感影像切分为网格数据，并对所述网格数据中的各个波段数据逐波段连续进行存储。
步骤五，通过wifi/gprs的无线通信方式进行数据的无线传输；通过显示器显示工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型。
进一步，步骤一中，所述根据所述参考图像帧确定所述参考图像帧之后的图像帧的前景区域和背景区域的方法为：
将所述参考图像帧之后的图像帧划分为多个预定尺寸的图像块；
分别获取每个所述图像块在所述参考图像帧上的绝对误差和最小的块；分别根据每个所述图像块的左上角像素点的位移及其相应的绝对误差和最小的块的左上角像素点的位移获取每个所述图像块的运动指数；
分别判断每个所述图像块的运动指数是否小于预定阈值；如果小于预定阈值，则确定相应的图像块为背景块，否则为前景块；以及
将相邻的前景块连接为前景区域，和/或将相邻的背景块连接为背景区域。
进一步，步骤二中，所述工程地质三维模型的构建方法具体包括：
(1)通过特征提取程序对校正后的立体工程地质影像进行特征提取，并生成特征数据；
(2)通过数据处理程序对特征数据进行分析、导入并生成点集
如有测量原始数据点文件时，可以通过文本格式将文件导入到gocad中；当无测量原始数据点文件时，可由地形图提取等高线，把autocad图件保存为dxf格式，以dxf文件导入gocad；
(2)建立构造地形面
根据步骤(2)生成的点集，通过gocad中surfacecreation功能生成地形曲面，如果生成的点面上的节点和控制点不重合，需要进行几何适应，然后通过hideconstraints来隐藏不需要的限制，最后附上等值线值即可；
(3)钻孔的生成
钻孔数据只作为层面的控制要素，建模中采用文本文件方式录入钻孔相关数据，数据读入gocad后，可在well的marker项修改各层的信息并加入各层的产状信息；
(4)岩层面、构造面的建模
将岩层的地表出露线从autocad导入gocad，得到一个curve对象，然后岩层产状换算为面的切向量，地表curve对象沿该切向量拉伸一定距离得到一个面对象(surface)，再将这个面拟合到由钻孔、平硐确定的该层的离散点位置，得到一曲面，重复以上过程，对每一个地层面、断层面分别建模，就得到整个建模区域的岩性、构造分布情况面模型；
(5)编辑曲面
对于曲面上不合理部分，通过在gocad中拖动三角面网的节点进行调整；
为了地层面建立统一的约束，使地层面在垂直方向上位于同一个范围，在gocad的surfacemode模型下生成tube曲面，然后通过的surfacemode模型下的edit功能需要延伸的地层面的边界延伸到tube曲面；
通过bysurfaces命令切割地层面不需要的部分；
(6)网格/实体模型的建立
通过gocad的网格模型对象(sgrid)完成了地质网格模型的建立。
进一步，步骤(1)中，所述通过特征提取程序对校正后的立体工程地质影像进行特征提取，并生成特征数据的方法为：
1)将图像划分为若干个块，每个所述块包括若干个单元格；
2)将每个所述单元格从空间域转化为频率域：对每个所述单元格进行离散余弦变换dct，并进行离散傅里叶变换dft；
3)提取所述图像在所述频率域中的方向梯度直方图hog特征：
①计算所述频率域中每个所述单元格的梯度大小和梯度方向，得到每个所述单元格的描述子；
②统计所述频率域中每个所述块内的各个所述描述子，得到每个所述块的hog特征；统计所述图像在所述频率域中各个所述块的hog特征；
③将所述图像中每个所述块的hog特征由初始的l*1维向量调整为m*n的矩阵，每个所述块包括m*n个像素，l＝m*n；
④根据每个所述块的调整后的所述hog特征和每个所述块在所述图像中的对应位置，得到所述图像的hog特征。
进一步，步骤(2)中，所述对所得到钻孔、测井的分布和根据其取得的数据进行分析，对地质剖面进行矢量化形成ascⅱ文件，输入到gocad中形成三维地质面，根据其提供的地层起伏、尖灭等对研究区进行建模，增加建模的精确度。
进一步，步骤四中，所述存储方法还包括：
建立空间网格体系，所述空间网格体系共包括2n级网格，所述建立空间网格体系的方式为：在地球地理范围内将经度间隔1度且纬度间隔1度的各个区域作为基准网格，将所述基准网格作为空间网格体系的第9级网格，将所述基准网格逐次向上四叉树聚合分别生成所述空间网格体系的第8级网格至第1级网格，将所述基准网格逐次向下四叉树划分分别生成所述空间网格体系第10级网格至第2n级网格；所述第l级网格为所述空间网格体系中的一级，n为大于3的整数；
在接收到遥感影像后，根据所述空间网格体系，建立所述遥感影像对应的第1级至第l级网格的网格索引，所述网格索引为各个网格的一维编码。
进一步，步骤四中，所述将所述遥感影像向外扩展到与所述遥感影像边缘相邻的第l级网格边缘，包括：
确定所述遥感影像的四个角点坐标；
根据所述角点坐标确定所述遥感影像的四个角点所在的第l级网格作为角点网格；
将所述角点网格以及所述角点网格以内的区域确定为更新区域，将所述遥感影像向外扩展到所述更新区域的边缘。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译系统，所述工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译系统包括：
遥感影像采集模块、遥感影像处理模块、主控模块、影像校正模块、三维模型构建模块、模型渲染模块、解译模块、影像存储模块、通信模块、显示模块。
遥感影像采集模块，与主控模块连接，用于通过遥感探测仪采集工程地质影像；
遥感影像处理模块，与主控模块连接，用于通过遥感影像处理程序将采集的工程地质影像进行处理，生成立体工程地质影像文件；
主控模块，与遥感影像采集模块、遥感影像处理模块、影像校正模块、三维模型构建模块、模型渲染模块、解译模块、影像存储模块、通信模块、显示模块连接，用于通过主控器控制各个模块正常工作；
影像校正模块，与主控模块连接，用于通过校正程序对立体工程地质影像进行校正；
三维模型构建模块，与主控模块连接，用于通过建模软件利用校正后的立体工程地质影像构建工程地质三维模型；
模型渲染模块，与主控模块连接，用于通过渲染程序对工程地质三维模型进行渲染；
解译模块，与主控模块连接，用于通过解译程序对工程地质模型进行解译；
影像存储模块，与主控模块连接，用于通过存储器存储工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型；
通信模块，与主控模块连接，用于通过wifi/gprs的无线通信方式进行数据的无线传输；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法的信息数据处理终端。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法。
本发明的优点及积极效果为：本发明提供的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法，实现了从二维平面到三维环境的转换，可方便进行信息的检索与提取工作，提高地质解译的工作效率。在工程地质信息解译过程中，实现了全数字化的解译环境。该环境下可进行多尺度解译，立体可放大、缩小，解译成果无需转绘，可直接成图，提高遥感解译成果的精度。本发明利用红蓝眼镜模式实现了三维环境的建立，简化了软、硬件环境的要求，便于外业携带，提高野外工作开展的便利性。
本发明通过三维模型构建模块根据离散的地质勘探数据来进行拟合和插值，建立按比例仿真的地形、地层分界线及属性等信息的三维地质模型，把地质结构信息通过三维可视化完整体现出来；同时，通过影像存储模块将遥感影像扩展到整地理网格大小，然后按照整地理网格所占数据大小对扩展后的遥感影像进行切分存储，实现存储对象即为某一地理网格内的数据，在需要从数据库中提取数据时，可以直接提取到整地理网格的数据直接使用，达到数据获取的极速无冗余，充分发挥对象存储在遥感影像领域的作用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法流程图。
图2是本发明实施例提供的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译系统结构框图；
图中：1、遥感影像采集模块；2、遥感影像处理模块；3、主控模块；4、影像校正模块；5、三维模型构建模块；6、模型渲染模块；7、解译模块；8、影像存储模块；9、通信模块；10、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明提供的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法包括以下步骤：
s101，通过遥感探测仪采集工程地质影像；通过遥感影像处理程序将采集的工程地质影像进行处理，生成立体工程地质影像文件。
s102，通过主控器控制真三维航空遥感地质解译系统的正常工作；通过校正程序对立体工程地质影像进行校正。
s103，通过建模软件利用校正后的立体工程地质影像构建工程地质三维模型；通过渲染程序对工程地质三维模型进行渲染。
s104，通过解译程序对工程地质模型进行解译；通过存储器存储工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型。
s105，通过wifi/gprs的无线通信方式进行数据的无线传输；通过显示器显示工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型。
如图2所示，本发明实施例提供的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译系统包括：遥感影像采集模块1、遥感影像处理模块2、主控模块3、影像校正模块4、三维模型构建模块5、模型渲染模块6、解译模块7、影像存储模块8、通信模块9、显示模块10。
遥感影像采集模块1，与主控模块3连接，用于通过遥感探测仪采集工程地质影像；
遥感影像处理模块2，与主控模块3连接，用于通过遥感影像处理程序将采集的工程地质影像进行处理，生成立体工程地质影像文件；
主控模块3，与遥感影像采集模块1、遥感影像处理模块2、影像校正模块4、三维模型构建模块5、模型渲染模块6、解译模块7、影像存储模块8、通信模块9、显示模块10连接，用于通过主控器控制各个模块正常工作；
影像校正模块4，与主控模块3连接，用于通过校正程序对立体工程地质影像进行校正；
三维模型构建模块5，与主控模块3连接，用于通过建模软件利用校正后的立体工程地质影像构建工程地质三维模型；
模型渲染模块6，与主控模块3连接，用于通过渲染程序对工程地质三维模型进行渲染；
解译模块7，与主控模块3连接，用于通过解译程序对工程地质模型进行解译；
影像存储模块8，与主控模块3连接，用于通过存储器存储工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型；
通信模块9，与主控模块3连接，用于通过wifi/gprs的无线通信方式进行数据的无线传输；
显示模块10，与主控模块3连接，用于通过显示器显示工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本发明实施例提供的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法如图1所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的通过遥感影像处理程序将采集的工程地质影像进行处理，生成立体工程地质影像文件的方法包括：
(ⅰ)对视频文件进行解析以获取所述视频文件的多个图像帧，并在所述多个图像帧中选择参考图像帧；
(ⅱ)根据所述参考图像帧确定所述参考图像帧之后的图像帧的前景区域和背景区域；
(ⅲ)分别对所述前景区域和所述背景区域进行图像处理以获得前景图像和背景图像；
(ⅳ)将所述前景图像与所述背景图像合成为立体图像；以及
(ⅴ)根据多个所述图像帧对应的多个所述立体图像生成立体视频文件并输出。
本发明实施例提供的根据所述参考图像帧确定所述参考图像帧之后的图像帧的前景区域和背景区域的方法为：
将所述参考图像帧之后的图像帧划分为多个预定尺寸的图像块；
分别获取每个所述图像块在所述参考图像帧上的绝对误差和最小的块；分别根据每个所述图像块的左上角像素点的位移及其相应的绝对误差和最小的块的左上角像素点的位移获取每个所述图像块的运动指数；
分别判断每个所述图像块的运动指数是否小于预定阈值；如果小于预定阈值，则确定相应的图像块为背景块，否则为前景块；以及
将相邻的前景块连接为前景区域，和/或将相邻的背景块连接为背景区域。
实施例2
本发明实施例提供的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法如图1所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的工程地质三维模型的构建方法具体包括：
(1)通过特征提取程序对校正后的立体工程地质影像进行特征提取，并生成特征数据；
(2)通过数据处理程序对特征数据进行分析、导入并生成点集
如有测量原始数据点文件时，可以通过文本格式将文件导入到gocad中；当无测量原始数据点文件时，可由地形图提取等高线，把autocad图件保存为dxf格式，以dxf文件导入gocad；
(2)建立构造地形面
根据步骤(2)生成的点集，通过gocad中surfacecreation功能生成地形曲面，如果生成的点面上的节点和控制点不重合，需要进行几何适应，然后通过hideconstraints来隐藏不需要的限制，最后附上等值线值即可；
(3)钻孔的生成
钻孔数据只作为层面的控制要素，建模中采用文本文件方式录入钻孔相关数据，数据读入gocad后，可在well的marker项修改各层的信息并加入各层的产状信息；
(4)岩层面、构造面的建模
将岩层的地表出露线从autocad导入gocad，得到一个curve对象，然后岩层产状换算为面的切向量，地表curve对象沿该切向量拉伸一定距离得到一个面对象(surface)，再将这个面拟合到由钻孔、平硐确定的该层的离散点位置，得到一曲面，重复以上过程，对每一个地层面、断层面分别建模，就得到整个建模区域的岩性、构造分布情况面模型；
(5)编辑曲面
对于曲面上不合理部分，通过在gocad中拖动三角面网的节点进行调整；
为了地层面建立统一的约束，使地层面在垂直方向上位于同一个范围，在gocad的surfacemode模型下生成tube曲面，然后通过的surfacemode模型下的edit功能需要延伸的地层面的边界延伸到tube曲面；
通过bysurfaces命令切割地层面不需要的部分；
(6)网格/实体模型的建立
通过gocad的网格模型对象(sgrid)完成了地质网格模型的建立。
步骤(1)中，本发明实施例提供的通过特征提取程序对校正后的立体工程地质影像进行特征提取，并生成特征数据的方法为：
1)将图像划分为若干个块，每个所述块包括若干个单元格；
2)将每个所述单元格从空间域转化为频率域：对每个所述单元格进行离散余弦变换dct，并进行离散傅里叶变换dft；
3)提取所述图像在所述频率域中的方向梯度直方图hog特征：
①计算所述频率域中每个所述单元格的梯度大小和梯度方向，得到每个所述单元格的描述子；
②统计所述频率域中每个所述块内的各个所述描述子，得到每个所述块的hog特征；统计所述图像在所述频率域中各个所述块的hog特征；
③将所述图像中每个所述块的hog特征由初始的l*1维向量调整为m*n的矩阵，每个所述块包括m*n个像素，l＝m*n；
④根据每个所述块的调整后的所述hog特征和每个所述块在所述图像中的对应位置，得到所述图像的hog特征。
步骤(2)中，本发明实施例提供的对所得到钻孔、测井的分布和根据其取得的数据进行分析，对地质剖面进行矢量化形成ascⅱ文件，输入到gocad中形成三维地质面，根据其提供的地层起伏、尖灭等对研究区进行建模，增加建模的精确度。
实施例3
本发明实施例提供的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法如图1所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的通过存储器存储工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型的方法为：
1)通过遥感探测仪获取遥感影像；
2)将所述遥感影像向外扩展到与所述遥感影像边缘相邻的第l级网格边缘，扩展部分使用无效值进行填充，生成更新后的遥感影像；所述第l级网格为根据分辨率确定的所述遥感影像对应的最大网格级别；l为正整数；
3)按照所述第l级网格所占数据大小将所述更新后的遥感影像切分为网格数据，并对所述网格数据中的各个波段数据逐波段连续进行存储。
步骤四，通过wifi/gprs的无线通信方式进行数据的无线传输；通过显示器显示工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型。
本发明实施例提供的存储方法还包括：建立空间网格体系，所述空间网格体系共包括2n级网格，所述建立空间网格体系的方式为：在地球地理范围内将经度间隔1度且纬度间隔1度的各个区域作为基准网格，将所述基准网格作为空间网格体系的第9级网格，将所述基准网格逐次向上四叉树聚合分别生成所述空间网格体系的第8级网格至第1级网格，将所述基准网格逐次向下四叉树划分分别生成所述空间网格体系第10级网格至第2n级网格；所述第l级网格为所述空间网格体系中的一级，n为大于3的整数；
在接收到遥感影像后，根据所述空间网格体系，建立所述遥感影像对应的第1级至第l级网格的网格索引，所述网格索引为各个网格的一维编码。
本发明实施例提供的将所述遥感影像向外扩展到与所述遥感影像边缘相邻的第l级网格边缘，包括：
确定所述遥感影像的四个角点坐标；
根据所述角点坐标确定所述遥感影像的四个角点所在的第l级网格作为角点网格；
将所述角点网格以及所述角点网格以内的区域确定为更新区域，将所述遥感影像向外扩展到所述更新区域的边缘。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
1.一种工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法，其特征在于，所述工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法包括以下步骤：
步骤一，通过遥感探测仪采集工程地质影像；通过遥感影像处理程序将采集的工程地质影像进行处理，生成立体工程地质影像文件：(ⅰ)对视频文件进行解析以获取所述视频文件的多个图像帧，并在所述多个图像帧中选择参考图像帧；
(ⅱ)根据所述参考图像帧确定所述参考图像帧之后的图像帧的前景区域和背景区域；
(ⅲ)分别对所述前景区域和所述背景区域进行图像处理以获得前景图像和背景图像；
(ⅳ)将所述前景图像与所述背景图像合成为立体图像；以及
(ⅴ)根据多个所述图像帧对应的多个所述立体图像生成立体视频文件并输出；
步骤二，通过主控器控制各个模块正常工作；通过校正程序对立体工程地质影像进行校正；通过建模软件利用校正后的立体工程地质影像构建工程地质三维模型：(1)通过特征提取程序对校正后的立体工程地质影像进行特征提取，并生成特征数据；
(2)通过数据处理程序对特征数据进行分析、导入并生成点集；
(2)建立构造地形面：生成地形曲面并隐藏不需要的限制，附上等值线值；
(3)钻孔的生成：采用文本文件方式录入钻孔相关数据；
(4)岩层面、构造面的建模：对每一个地层面、断层面分别建模，得到整个建模区域的岩性、构造分布情况面模型；
(5)编辑曲面：生成tube曲面，将需要延伸的地层面的边界延伸到tube曲面，并切割地层面不需要的部分；
(6)网格/实体模型的建立：通过gocad的网格模型对象sgrid完成地质网格模型的建立；
步骤三，通过渲染程序对工程地质三维模型进行渲染；通过解译程序建立基于立体分析的三维可视化解译环境，对工程地质模型进行解译：
根据遥感地质解译特点，利用红蓝眼镜模式，通过遥感专业软件的立体分析模块建立地质解译的三维可视化判释环境，该环境下进行的地质信息的解译采集其过程原理与专业摄影测量工作站相似，能进行感兴趣信息的三维量测作业；
根据检索出的感兴趣线路所在范围内的立体像对文件，调取相应的立体像对工程文件，并导入三维立体分析模块中；
步骤四，通过存储器存储工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型：1)通过遥感探测仪获取遥感影像；
2)将所述遥感影像向外扩展到与所述遥感影像边缘相邻的第l级网格边缘，扩展部分使用无效值进行填充，生成更新后的遥感影像；所述第l级网格为根据分辨率确定的所述遥感影像对应的最大网格级别；l为正整数；
3)按照所述第l级网格所占数据大小将所述更新后的遥感影像切分为网格数据，并对所述网格数据中的各个波段数据逐波段连续进行存储；
步骤五，通过wifi/gprs的无线通信方式进行数据的无线传输；通过显示器显示工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型。
2.如权利要求1所述的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法，其特征在于，步骤一中，所述根据所述参考图像帧确定所述参考图像帧之后的图像帧的前景区域和背景区域的方法为：
将所述参考图像帧之后的图像帧划分为多个预定尺寸的图像块；
分别获取每个所述图像块在所述参考图像帧上的绝对误差和最小的块；分别根据每个所述图像块的左上角像素点的位移及其相应的绝对误差和最小的块的左上角像素点的位移获取每个所述图像块的运动指数；
分别判断每个所述图像块的运动指数是否小于预定阈值；如果小于预定阈值，则确定相应的图像块为背景块，否则为前景块；以及将相邻的前景块连接为前景区域，和/或将相邻的背景块连接为背景区域。
3.如权利要求1所述的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法，其特征在于，步骤二中，所述工程地质三维模型的构建方法具体包括：
(1)通过特征提取程序对校正后的立体工程地质影像进行特征提取，并生成特征数据；
(2)通过数据处理程序对特征数据进行分析、导入并生成点集
如有测量原始数据点文件时，可以通过文本格式将文件导入到gocad中；当无测量原始数据点文件时，可由地形图提取等高线，把autocad图件保存为dxf格式，以dxf文件导入gocad；
(2)建立构造地形面
根据步骤(2)生成的点集，通过gocad中surfacecreation功能生成地形曲面，如果生成的点面上的节点和控制点不重合，需要进行几何适应，然后通过hideconstraints来隐藏不需要的限制，最后附上等值线值即可；
(3)钻孔的生成
钻孔数据只作为层面的控制要素，建模中采用文本文件方式录入钻孔相关数据，数据读入gocad后，可在well的marker项修改各层的信息并加入各层的产状信息；
(4)岩层面、构造面的建模
将岩层的地表出露线从autocad导入gocad，得到一个curve对象，然后岩层产状换算为面的切向量，地表curve对象沿该切向量拉伸一定距离得到一个面对象surface，再将这个面拟合到由钻孔、平硐确定的该层的离散点位置，得到一曲面，重复以上过程，对每一个地层面、断层面分别建模，就得到整个建模区域的岩性、构造分布情况面模型；
(5)编辑曲面
对于曲面上不合理部分，通过在gocad中拖动三角面网的节点进行调整；
为了地层面建立统一的约束，使地层面在垂直方向上位于同一个范围，在gocad的surfacemode模型下生成tube曲面，然后通过的surfacemode模型下的edit功能需要延伸的地层面的边界延伸到tube曲面；
通过bysurfaces命令切割地层面不需要的部分；
(6)网格/实体模型的建立
通过gocad的网格模型对象(sgrid)完成了地质网格模型的建立。
4.如权利要求3所述的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法，其特征在于，步骤(1)中，所述通过特征提取程序对校正后的立体工程地质影像进行特征提取，并生成特征数据的方法为：
1)将图像划分为若干个块，每个所述块包括若干个单元格；
2)将每个所述单元格从空间域转化为频率域：对每个所述单元格进行离散余弦变换dct，并进行离散傅里叶变换dft；
3)提取所述图像在所述频率域中的方向梯度直方图hog特征：
①计算所述频率域中每个所述单元格的梯度大小和梯度方向，得到每个所述单元格的描述子；
②统计所述频率域中每个所述块内的各个所述描述子，得到每个所述块的hog特征；统计所述图像在所述频率域中各个所述块的hog特征；
③将所述图像中每个所述块的hog特征由初始的l*1维向量调整为m*n的矩阵，每个所述块包括m*n个像素，l＝m*n；
④根据每个所述块的调整后的所述hog特征和每个所述块在所述图像中的对应位置，得到所述图像的hog特征。
5.如权利要求3所述的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法，其特征在于，步骤(2)中，所述对所得到钻孔、测井的分布和根据其取得的数据进行分析，对地质剖面进行矢量化形成ascⅱ文件，输入到gocad中形成三维地质面，根据其提供的地层起伏、尖灭等对研究区进行建模，增加建模的精确度。
6.如权利要求1所述的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法，其特征在于，步骤四中，所述存储方法还包括：
建立空间网格体系，所述空间网格体系共包括2n级网格，所述建立空间网格体系的方式为：在地球地理范围内将经度间隔1度且纬度间隔1度的各个区域作为基准网格，将所述基准网格作为空间网格体系的第9级网格，将所述基准网格逐次向上四叉树聚合分别生成所述空间网格体系的第8级网格至第1级网格，将所述基准网格逐次向下四叉树划分分别生成所述空间网格体系第10级网格至第2n级网格；所述第l级网格为所述空间网格体系中的一级，n为大于3的整数；
在接收到遥感影像后，根据所述空间网格体系，建立所述遥感影像对应的第1级至第l级网格的网格索引，所述网格索引为各个网格的一维编码。
7.如权利要求1所述的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法，其特征在于，步骤四中，所述将所述遥感影像向外扩展到与所述遥感影像边缘相邻的第l级网格边缘，包括：
确定所述遥感影像的四个角点坐标；
根据所述角点坐标确定所述遥感影像的四个角点所在的第l级网格作为角点网格；
将所述角点网格以及所述角点网格以内的区域确定为更新区域，将所述遥感影像向外扩展到所述更新区域的边缘。
8.一种应用如权利要求1所述的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译系统，其特征在于，所述工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译系统包括：
遥感影像采集模块，与主控模块连接，用于通过遥感探测仪采集工程地质影像；
遥感影像处理模块，与主控模块连接，用于通过遥感影像处理程序将采集的工程地质影像进行处理，生成立体工程地质影像文件；
主控模块，与遥感影像采集模块、遥感影像处理模块、影像校正模块、三维模型构建模块、模型渲染模块、解译模块、影像存储模块、通信模块、显示模块连接，用于通过主控器控制各个模块正常工作；
影像校正模块，与主控模块连接，用于通过校正程序对立体工程地质影像进行校正；
三维模型构建模块，与主控模块连接，用于通过建模软件利用校正后的立体工程地质影像构建工程地质三维模型；
模型渲染模块，与主控模块连接，用于通过渲染程序对工程地质三维模型进行渲染；
解译模块，与主控模块连接，用于通过解译程序建立基于立体分析的三维可视化解译环境，对工程地质模型进行解译；
影像存储模块，与主控模块连接，用于通过存储器存储工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型；
通信模块，与主控模块连接，用于通过wifi/gprs的无线通信方式进行数据的无线传输；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示工程地质影像、立体工程地质影像文件和工程地质三维模型。
9.一种实现权利要求1～7任意一项所述的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法的信息数据处理终端。
10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1～7任意一项所述的工程地质勘察中的真三维航空遥感地质解译方法。
技术总结