MATLAB软件与ALOS遥感影像在震害建筑物自动识别中的应用——以都江堰市区为例

利用遥感技术进行震害建筑物的自动识别可为震害的快速评估与救灾决策提供科学可靠的依据.本文从震害建筑物在高分辨率遥感影像下灰度的特征入手,以5·12汶川特大地震后都江堰市区ALOS遥感影像为数据源,在MATLAB平台下对影像进行灰度增强处理、数学形态学重构以及连接、填充处理,并结合区域统计特性最后自动识别震害房屋.结果表明,利用ALOS影像丰富的纹理特征及空间结构信息与MATLAB在数学形态学处理中的优势能够准确有效地提取震害建筑物信息.     

基于ALOS PALSAR影像的莫勒切河洪积扇地貌面定量分期

洪积扇是干旱—半干旱地区最普遍、最基本的地貌,洪积扇地貌面记录了第四纪以来构造活动、气候变化的重要信息,为构造运动、古环境和地貌演化等方面的研究提供参考,但目前缺少可靠的区域洪积扇地貌面定量分期方法。洪积扇地貌面的粗糙度是地貌演化过程中一个重要的特征。本研究利用合成孔径雷达(SAR)技术,选择公开的空间分辨率为15m的L波段ALOS PALSAR数据,采用横剖面线法获得不同级洪积扇地貌面的后向散射系数,实现阿尔金断裂带西段莫勒切河洪积扇地貌面的大范围定量分期。结果表明:1) L波段HH极化方式的SAR数据对洪积扇地貌面的粗糙度特征敏感,适合划分莫勒切河地区不同级的洪积扇地貌面; 2)在相对平坦的干旱—半干旱地区,SAR数据的后向散射系数主要表征地表的粗糙度,利用后向散射系数可对洪积扇地貌面进行大范围定量分期; 3) SAR数据的后向散射系数为划分不同级的洪积扇地貌面提供了一种定量参考指标,可减少因洪积扇地貌面的空间分布不连续导致的地貌面分期误差。     

SPOT5卫星遥感影像数据在农村土地利调查中的应用与分析

文章以四川省凉山州冕宁县SPOT5遥感影像数据为应用分析对象,主要利用SPOT5 10m的多光谱数据和2.5m全色数据,针对土地利用遥感影像分类中的影像预处理、影像融合、影像判读方法和土地利用现状信息如何更新等问题开展应用、分析、研究,以期获得适合利用SPOT5卫星影像数据来开展山区各种比例尺土地利用调查的技术方法。     

高分辨率遥感影像建筑物提取方法探析

目前,我国高分辨率的遥感影像技术已经被广泛应用于很多行业当中。作为地物类别当中的主要成图元素之一,建筑物提取将会直接影响到整体地物提取的水平。基于此,本文将针对髙分辨率遥感影像建筑物提取方法进行相应的分析,以便为同行提供一定的参考。     

利用高分辨率卫星影像进行地震损失评价所需的城市特征识别

高分辨率卫星影像已经在一些国家的民用领域得到应用。利用高分辨率卫星影像来收集地震损失评价所需要的各类城市信息不仅高效和有较好的时间分辨率，而且它可以减少以往所必需的大量的代价高昂且费力的城市调查。基于在印度城市台拉登所做的研究，讨论了如何利用高分辨率卫星影像进行城市特征识别的一些问题，同时也简单论述了利用GIS／RS软件综合所得的数据以便用于地震损失评价的方法。     

基于SIFT特征的SAR图像配准方法在玉树地震中的应用

本文针对SAR图像特点, 提出了基于改进SIFT(尺度不变特征变换)算法的SAR图像配准方案: ① 对待配准图像进行ISEF(无限对称指数滤波器)滤波处理, 降低图像的斑点噪声; ② 采用SIFT算法提取特征点, 略过差分金字塔第一层的特征点检测, 提高时间效率; ③ 在欧氏空间内剔除误匹配点, 提高配准精度。 实验表明, 本文提出的SAR图像配准方案检测到的匹配点对的数量和稳健性都有提高, 精度能够满足亚像元级SAR图像的应用需求, 且用时比传统SIFT方法减少60%以上。 最后对精配准的SAR图像进行震害变化检测, 得到的震害分布与高分辨率光学图像上判读的建筑物毁坏情况基本一致。     

新型Landsat 8卫星影像的反射率和地表温度反演

Landsat 8卫星自2013年2月发射以来,其影像的定标参数经过了不断调整和完善,针对Landsat 8开发的各种算法也相继问世.本文采用最新的参数、算法和引入COST算法建立的大气校正模型,对Landsat 8多光谱和热红外波段进行了处理,反演出它们的反射率和地表温度,并与同日的Landsat 7数据和实测地表温度数据进行了对比.结果表明,现有Landsat 8多光谱数据的定标参数和大气顶部反射率反演算法已有很高的精度,本文引入COST算法建立的Landsat 8大气校正模型也与Landsat 7的COST模型所获得的结果几乎相同,相关系数可高达0.99.但是现有针对Landsat 8提出的地表温度反演算法仍不理想,已提出的劈窗算法误差都较大.鉴于TIRS 11热红外波段的定标参数仍不理想,因此在现阶段建议采用单通道算法单独反演TIRS 10波段来求算地表温度,但要注意根据大气水汽含量的情况选用正确的大气参数计算公式.     

面向对象遥感图像处理方法在建筑物震害评估中的应用研究

以汶川地震中的都江堰地区震后遥感图像为例,研究分析了图像分割技术及模糊分类技术,在此基础上,用分类精度更高的单尺度、多特征的面向对象图像处理方法进行建筑物震害评估。重点探索了混淆矩阵在震害评估中的应用,通过Kappa统计值进行震害分类结果的比对与精度评价,并验证该分类方法的稳定性。研究结果表明：改进后的面向对象图像处理方法简单、快速且精度较高,具有良好的适用性和稳定性。     

基于面向对象分类的建筑物倒塌率计算方法研究

建筑物倒塌是造成地震人员伤亡的主要原因,对地震应急救援与决策具有重要的指导意义.遥感以其综合、宏观、快速、动态的特点,为地震灾害信息调查和震害快速评估提供了一种可靠的信息源.面向对象的分类方法是针对高分辨率影像的一种新的分类方法.本文在总结遥感影像建筑物震害信息提取方法进展的基础上,将建筑物分为基本完好和毁坏两个等级.选取唐山地震和汶川地震的震后航片,利用面向对象的分类方法来识别影像上基本完好的建筑物,计算评估区内的建筑物倒塌率.实验结果表明,面向对象的分类方法充分利用了图像上的光谱、形状、纹理等特征.在很大程度上克服了基于像元分类方法的局限性,并且基于对象的建筑物倒塌率计算也取得了较好的精度.     

基于GIS的遥感影像管理技术研究

结合黑龙江省国土资源遥感信息管理系统的建设,阐述海量影像无缝数据库管理系统实现的关键技术,包括海量遥感影像的快速显示和查询,以及影像管理中一些辅助功能的开发实现,从而实现了一个多时态、多尺度、多分辨率、多数据源、多种类的遥感影像数据库系统,并且满足遥感影像、矢量和属性数据的高效存储要求。     

青藏高原东北缘ALOS AW3D30高程模型和EIGEN-6C4自由空气重力异常模型精度分析

利用EGM96全球重力场模型对ALOS AW3D30全球数字高程模型的高程系统进行转换,结合实测GNSS数据,分析ALOS AW3D30模型在青藏高原东北缘地区的精度。利用实测重力数据计算青藏高原东北缘地区的自由空气异常,并与EGIEN-6C4自由空气异常模型进行对比,分析其精度。结果表明：青藏高原东北缘地区ALOS AW3D30模型与264个GNSS测点的差异标准差为3.4 m,该地区ALOS AW3D30精度优于4 m;青藏高原东北缘地区自由空气重力异常整体呈负值,局部为正值,变化范围为-177×10^-5～166×10^-5 m·s^-2,实测重力异常与模型结果空间分布基本一致,存在局部差异;EIGEN-6C4自由空气重力异常变化范围为-163×10^-5～142×10^-5 m·s^-2,实测结果与模型结果差异为-119×10^-5～63×10^-5 m·s^-2,平均值为-20×10^-5<...     

鄂尔多斯北缘断陷盆地区强震孕育的卫星遥感影像研究

利用多时相、多波段卫星图像,研究1979年五原6.0级地震、1989年大同-阳高6.1级地震和1996年包头西6.4级地震震区的构造活动信息,结合前人的烈度调查资料,探讨这些强震发生的地质构造环境。研究表明:1979年五原6.0级地震发生在NE向海子堰断裂与NW向五原西断裂交会的部位。五原6.0级地震高烈度区等震线长轴呈NE向,与海子堰断裂一致,是五原地震的发震构造。1996年包头西6.4级地震发生在由陡崖和沟槽地貌显示的NEE向乌拉山北缘断裂与NW向新生砂石厂断裂交会的部位。包头西6.4级地震高烈度区等震线长轴呈NE向,与乌拉山北缘断裂接近,该断裂是包头西6.4级地震的发震构造。2次地震高烈度区长轴与低烈度区长轴走向相差近90°,这是因为除发震构造外,烈度区还受一组与之交会的共轭断裂活动的影响。1989年大同-阳高6.1级地震,发生在从六棱山腹地向大同-阳高盆地延伸的NNE向大王村-西要泉断裂上,该断裂是大同-阳高地震的发震构造     

联合Envisat和ALOS卫星影像确定 L'Aquila地震震源机制

2009年4月6日意大利L'Aquila地区发生了Mw6.3级地震,该地震造成了300余人的人员死亡. 本文联合不同波长、不同入射倾角的升降轨Envisat和ALOS卫星的差分干涉数据对该地震进行震源机制解的反演研究. 研究首先对卫星雷达影像进行二通差分干涉处理,获取了覆盖L'Aquila地震震区的完整InSAR同震形变场,然后结合四叉树和均匀采样方法对原始观测数据进行降采样. 在此基础上,联合GPS形变观测数据,利用弹性半空间矩形和三角位错模型,以及断层自动剖分技术对断层面进行最优离散剖分,反演获取了发震断层的精确几何参数和最优断层滑动分布,结果显示分布式三角位错滑动模型能够很好地解释观测到的地表形变场. 反演结果表明发震断层是一个以正倾滑为主兼有少量右旋走滑的盲断层;基于观测数据最优确定的断层单元的最短边长为0.4 km,最长边长为6.3 km;此次地震的滑动分布主要发生在5～14 km深度的范围内,最大滑移量为1.07 m,释放的能量为3.43×1018 N·m(Mw6.32),与地震学的研究结果非常一致.     

活动断裂调查中的高分辨率遥感技术应用方法研究

本文系统分析了高分辨率遥感在活动断裂调查中应用的技术现状、工作流程,梳理了各类遥感数据的要求、适用条件和处理方法,总结了活动断裂的遥感解译方法、解译要素和测量参数,并通过实例解析了一些典型的断错地貌,给出了相应的遥感特征. 基于资源三号卫星的立体像对和影像,判读了大青山活动断裂的几何特征和活动特性. 结果表明: 人工改造较大的地区宜收集早期遥感影像,利用不同波段间地物光谱的差异来增强隐伏活动断裂的信息,使用空间增强方法来识别断层陡坎等线性构造;雷达数据多极化分解是检测隐伏构造信息的有效方法;由宏观信息向局部信息追踪是活动断裂解译的有效途径;将遥感影像与数字高程模型(DEM)联合可进行活动断层参数的高精度测量. 本文结果可为活动断裂大比例尺、定量调查提供参考.      

利用遥感影像和经验估计方法初判云南省建水县房屋抗震能力

房屋建筑破坏是地震中导致人员伤亡的主要因素,在未取得房屋详细风险调查数据的过渡时期,综合房屋结构和用途的实测资料、农危改和异地搬迁统计资料以及不同用途的房屋在影像上的几何特征和空间特征,提出了云南地区基于遥感影像和经验估计方法的房屋抗震能力等级初判方法,并在建水县开展试点应用。结果表明:建水县房屋估计抗震能力达标等级占比为8%,疑似抗震能力不足等级占比为88%,疑似抗震能力严重不足等级占比为4%。     

单幅高空间分辨率卫星图像提取建筑物三维信息的方法研究

随着防震减灾事业的发展,对基础地理信息的要求日渐提高,利用卫星遥感影像快速补充与更新已有数据成为获取地理信息的主要方法。文中论述了太阳空间位置、卫星空间位置与建筑物空间位置对平面影像上阴影形状的约束,探讨了垂直于建筑物主方向的阴影平均宽度的统计算法和提取建筑物边界的点生长算法,给出了计算建筑物高度的数学公式,并研究出1种基于单幅高空间分辨率遥感图像数据的建筑物边界及高度快速自动生成技术。以上海市宝山区为试验区,得到了该区建筑物位置、面积和高度信息,经实地验证其试验结果可满足相应种类的灾情评估基础信息的要求     

遥感卫星的防震减灾应用研究

整理了遥感卫星的发展历程和发展趋势,总结了目前国内外遥感卫星的特点、卫星遥感数据的现状及其应用于防震减灾领域的前景。在此基础上,研究卫星遥感应用于防震减灾的优势、面临的困难和目前的现状,并深入分析了卫星遥感数据应用于汶川地震救灾的成就和不足。最后对进一步推动卫星遥感的防震减灾应用展开了分析和讨论。     

基于高分卫星遥感影像的城市建筑物提取研究

以安庆市区的高分一号影像为信息源,结合地震应急基础统计数据资料,重点研究基于CART决策树的面向对象分类对研究区的建筑物进行分类提取,分类的总体精度和Kappa系数分别为83.9%和0.821。结果表明:基于CART决策树面向对象分类方法对研究区高分一号影像进行建筑物提取,分类精度较好,可作为地震应急基础数据库更新辅助手段之一。     

面向对象遥感分类方法在汶川地震震害提取中的应用

震后城市建筑物震害的自动识别与分类, 是遥感震害调查中的关键步骤, 其精度直接影响损失评估的结果. 而随着高分辨率遥感影像的发展, 传统基于像元的分类技术已不能满足需求, 引入面向对象的信息提取技术, 充分挖掘影像对象的纹理、形状和相互关系等信息, 能够有效的提高震害的分类精度. 该文阐述了面向对象的遥感震害提取思路和方法, 并应用汶川地震震后高分辨率航空遥感数据, 针对建筑物震害进行面向对象的快速提取与自动分类. 结果表明, 与基于像元分类比较, 面向对象的建筑物震害分类能够显著改善分类效果.     

基于遥感影像的建筑物空间分布方法在地震灾害损失预评估中的应用

房屋建筑数据是地震重点危险区预评估工作的基础,需基于获取到的房屋建筑信息开展人员伤亡、经济损失、救援物资需求等预评估工作。历年地震重点危险区预评估工作能够通过现场调查得到的房屋建筑信息占比极小,仅能进行抽样调查。因此,为批量完成危险区内全部房屋建筑损失估算,需基于遥感影像获取房屋建筑矢量数据,并建立数据库。为实现全国地震重点危险区预评估工作中大批量建筑物矢量化数据的快速获取,本文采用基于遥感影像的建筑物空间分布数据批量获取方法,得到地震重点危险区内建筑物空间矢量数据,结合现场抽样调查得到的建筑物属性信息,建立地震重点危险区建筑物空间分布数据库,进而为地震重点危险区灾害损失预评估工作提供数据基础。本文采用的方法可广泛应用于地震重点危险区房屋建筑信息获取工作中,可提高工作效率,降低工作成本,提升预评估工作的科学性和准确性。