基于ICA/MNF变换的高分影像滑坡灾害检测方法研究

快速准确地从灾后影像中提取出受灾区域对于灾后救援具有重要意义。鉴于现有提取方法过度依赖滑坡在影像中的光学、纹理等特征的问题,研究了一种结合独立成分分析(ICA)与最小噪声比率变换(MNF)的变化检测方法,以单一时相的影像为基础,运用基于负熵最大化的Fast-ICA算法分离出两个时相影像相互正交的独立成分,并构建对应独立成分的差异影像,最后用最小噪声比率变换实现分布于各个差异影像上变化信息的集中,应用直方图阈值法得到了最终的滑坡灾害信息。选取了滑坡灾害前后两时相的高分辨率遥感影像数据进行实验,结果证实了方法的可行性。     

基于对象的高分辨率遥感图像滑坡检测方法

滑坡遥感检测对于灾害调查和制图具有重要意义,面向对象是高分辨率遥感图像信息提取的重要思路。以高植被覆盖的热带雨林地区为例,在对试验区滑坡遥感图像特征进行分析的基础上,提出了基于对象的高分辨率遥感图像滑坡检测方法。通过多期遥感图像的多尺度、多层次分割,确定了图像对象变化检测的基本单元,构建了滑坡检测多级对象层次网络;依靠图像对象特征、上下文关系和拓扑关系等,构建了适于该实验区的滑坡检测知识规则,从而将滑坡检测整个过程包含在图像对象分析之中,并最后实现了高分辨率遥感图像的滑坡检测。实例证明,基于对象的滑坡检测方法适于热带雨林地区的信息提取,这对于其它地理环境类似地区的灾害调查与制图工作具有一定的参考价值。     

典型震害遥感图像的模型分析

实际震害复杂多样，反映在遥感影像上很难用某种固定的模式进行概括分析，因而震害遥感影像的解释至今还停留在人工判读水平上，难以做到快速、准确。地震应急响应要求尽量在最短时间内了解灾情以救灾抢险，利用遥感技术和图像模式识别技术是快速确定震害乃至灾情的重要途径。本文以1976年中国唐山地震震后航空遥感图像为主要样本图像，参照国内外其它地区震害遥感图像，进行了震害的分级，概括了相应的遥感图像特征，在此基础上，建立了提取震害样本图像各种特征参量的数学模型，初步分析了表征各种震害样本图像的参量组合及其阈值范围的确定方式。     

滑坡泥石流的多源遥感提取方法

针对汶川地震灾区内滑坡泥石流多发的现象,分析了基于光学遥感数据和SAR数据的滑坡泥石流提取方法.光学遥感数据使用多期影像变化检测和灾后SAR数据使用特征提取的方法,可以分别有效地对滑坡泥石流信息进行提取.结果显示,文中使用的方法可为滑坡泥石流多源遥感监,测提供方法参考.     

面向对象的高空间分辨率遥感影像信息提取——汶川地震城市震害房屋案例研究

随着遥感技术的快速发展,尤其是高分辨率民用遥感卫星的成功发射和应用,遥感技术在建筑物识别、震灾调查和快速预估评估方面发挥出越来越重要的作用。然而,传统面向像元的分类方法在对高分辨率遥感影像进行分类时,存在着不能充分利用影像信息、分类精度降低、速度慢等局限性,根据高分辨率遥感影像的特点,提出了面向对象的高空间分辨率遥感影像建筑物震害信息提取方法。该方法首先通过影像分割将影像划分为互不相交的影像对象,然后根据这些影像对象的影像特征如光谱、纹理、形状和上下文等信息进行分类,提取出破坏建筑物和未破坏建筑物,试验表明,面向对象的分类方法应用于建筑物震害信息提取较传统分类方法有更高的精度,具有很大的应用潜力。     

基于RS与GIS混合编程的公路水毁灾情信息提取

研究了基于高分辨率卫星遥感影像的公路水毁灾情信息提取模型,通过解决跨软件环境的开发问题,实现了基于遥感与地理信息系统混合编程的公路水毁灾情信息提取系统。使用高分辨率卫星遥感数据形成融合数据,通过分析融合图像的光谱、几何、纹理特征,建立了公路信息提取规则,构建了面向对象的公路信息提取模型。根据水在近红外和中红外波长范围内反射率极低的特性,同时考虑不同环境背景造成的信息提取复杂性,研究了具有自适应特点的水面提取模型。通过建立组件式地理信息系统和遥感应用环境之间的通信和数据共享机制,实现了模型运行的交互式用户界面,并提供叠置空间分析功能,从灾后公路边界提取结果中去除水面部分,获得公路水毁信息。实际应用表明,系统可以满足相关工作对公路水毁灾情信息提取技术的要求。     

防震减灾遥感影像网络发布系统

研究了基于ArcSDE的防震减灾遥感数据库系统的框架结构、建库过程及利用ArclMS建立海量遥感影像网络发布系统的体系结构.分析了遥感影像网络发布系统中自动创建地图服务、不同坐标系统的矢量和影像数据的叠加显示、远程图像处理等关键技术.同时,介绍了系统的功能和目前系统包含的主要遥感影像库和矢量库.该遥感影像网络发布系统实现了遥感技术、数据库技术以及网络地理信息系统技术在防震减灾工作中的综合应用.     

传感网络的滑坡灾后多源遥感图像特征提取方法

为解决传统遥感图像特征提取过程抗扰性较差的问题,该文提出基于传感网络的滑坡灾后多源遥感图像特征提取方法,通过对滑坡灾害环境因素及特征数值信息的分析,判断滑坡灾害的影响程度;根据其影响程度对多源遥感图像进行特征采集和分类,对特征提取过程中常见的噪音干扰进行去除处理,实现对滑坡灾后多源遥感图像特征的提取。     

汶川地震次生灾害提取——面向对象影像分类技术的应用

遥感技术可快速准确地提取滑坡、崩塌、泥石流、堰塞湖等次生灾害信息。面向对象影像分类技术主要通过多尺度分割,并根据对象的特征进行模糊分类,可以很好的利用影像上下文信息,提高分类精度,与传统方法相比优势明显。利用汶川地震的震前、震后的福卫二号等数据进行研究,使用面向对象方法对北川附近灾情进行了变化检测分析;并结合DEM数据对唐家山堰塞湖璇坪乡区域震后初期的水体面积和蓄水增量进行了分析。在此基础上,总结了提取地震次生灾害的关键技术和工作流程。实验结果表明,应用面向对象的变化检测方法提取地震次生灾害可以取得很好的结果。     

含有限水体介质的地震灾害高分遥感影像信息提取方法

针对常规遥感影像的空间分辨率较低,导致无法准确提取影像信息的问题,该文提出含有限水体介质的地震灾害高分遥感影像信息提取方法。首先,利用高分遥感技术,以扫描方式采集影像信息;其次,分析有限水体介质与地壳应力场的关系,计算含水层水流速度及其流量特征;再者,选取渗流区域任意单元体,得到含水层系统流量计算结果;然后,增强图像特征,减少干扰,完成遥感影像分割;最后,利用深度置信网络,设置目标像元特征值,获取相关集序列中间值,实现含有限水体介质的地震灾害高分遥感影像信息提取。     

基于气象卫星分形纹理的云雾分离研究

在研究了卫星图像上雾的光谱和纹理结构特征的基础上,采用差分盒维数计算模型对气象卫星遥感图像中的云雾进行了纹理分析和分离。采用划分、计算卫星图像各连通域,分别求取各连通域加权分形维数,进而设定维数阈值的方法进行了雾信息提取。利用GMS—5卫星红外通道资料,进行了云雾分离试验,取得了较好的雾信息提取效果。     

一种基于多波段距离加权的遥感影像时空融合方法及其在洪水监测中的应用

遥感影像时空融合技术可以从不同分辨率特征的传感器中,通过融合算法提取各自的高分辨率信息,生成双高甚至多高的融合影像。提出了一种基于多波段加权的时空数据融合方法,该方法利用近红、红、绿3个波段计算得到NDVI和NDWI值,用于提取MODIS影像的地物变化特征。结合单幅Landsat 7影像获得了不同变化区域重采样后的空间分布情况。并对STARFM原算法进行了改进,使之可适应不同区域的变化特征,即针对季节性变化区域,采用STARFM方法进行融合;对于地物类别变化区域,则采用距离加权法进行融合,最终得到具有高时间、高空间分辨率的融合影像。实验以深圳市为研究区,分别选取了2000年和2002年两年的遥感数据进行了实验。通过实验结果可知,基于多波段距离加权的融合结果同真实影像间的相关系数为0.86~0.89,优于STARFM算法(0.81~0.83)。此外,通过融合得到的多维高分辨率数据有利于丰富现有的遥感数据影像信息,可进一步应用于洪水监测方面的研究。     

建筑物震害遥感图像的变化检测与震害评估

随着卫星遥感成为一种便捷的信息源，遥感手段将能在震害快速评估中发挥重要的作用。本文详细介绍了地震前后遥感图像的变化检测方法，并以张北地震为例，经精确配准，利用定性显示和定量计算的方法，对地震前后张北地震区的SAR图像进行了变化检测处理，确定了村庄建筑物的地震破坏及震害程度,为利用遥感图像检测建筑物的地震破坏进行了有益的探索。     

基于特征显著性的地震灾害发生后建筑物裂缝智能检测模型

由于地震灾害发生后建筑物表面具有多纹理性、多目标性特征，导致现有的建筑物裂缝智能检测方法已经不能满足检测需要。为了提高检测效果，该文设计提出基于特征显著性的地震灾害后建筑物裂缝智能检测方法。建立压缩感知去噪框架，通过图像重构消除震后建筑裂缝图像噪点。采用FCM聚类分割法对去噪图像进行分割，引入灰度直方图作为灰度级的模糊聚类样本点，利用灰度样本完成图像聚类。基于人眼视觉特征，对图像背景区域重新划分，完成图像边缘检测。基于提取的二值化图像确定裂纹特征，根据特征值范围确定裂缝种类实现震后建筑裂缝检测。     

航空遥感影像上震害解译的结构模型与几何特征的获取

首先给出了基于航空遥感影像的震害分类方案及各种震害在遥感图像上的主要特征，提出了一种震害解译的结构模型。然后讨论了震害的几何测度指标，并研究了震害几何特征的获取，最后对遥感影像震害解译的前景进行了展望。     

基于3S技术的震害快速评估

地震是人类面临的重大自然灾害之一，破坏性地震发生后，对震害的快速评估有利于政府及有关部门对灾情迅速做出应急反应，实施救援。地理信息系统（GIS）、遥感（RS）和全球定位系统（GPS）合称为3S技术。随着计算机技术和地球空间科学的发展。3S技术已逐渐应用于防灾减灾领域。探讨了应用3S技术替代传统的经验性估计决速评估震害的技术路线、方法和前景。首先，归纳了目前防震减灾信息及辅助决策系统建设取得的成绩和存在的问题。通过两个破坏性地震的震害实例，说明了应用基于GIS的系统快速评估震害的可能性和有待重点解决的问题。然后。通过新疆一次地震的遥感图像的变化检测，展示了震害快速评估中借助遥感数字图像处理技术的前景。在上述综合分析的基础上，讨论了三者结合的重要性、潜在功能和优点。     

基于ENVISAT-ASAR数据的洪涝水体空间分布信息提取

分析了表面粗糙度、几何角度和极化方式对水体等地物在雷达图像上成像特点的影响因素以及纹理特征对水体提取的作用,分别对基于单波段数据的域值法、基于双极化数据的最大似然分类法和基于双极化数据和纹理信息的最大似然分类法从ENVISAT-ASAR数据提取洪涝水体信息的方法进行了分析与探讨.试验结果表明:域值法提取水体,存在很多诸如山体阴影等易与水体混淆的误提取问题;利用双极化数据并加入纹理信息参与水体信息提取,在一定程度上可以改善这种误提取现象,提高水体提取精度.纹理的选择方法要与当地的水体与山体阴影走向、形态等结合,这个试验过程是费时的.     

城市房屋震害的区域分析法--与点特征判据算法的对比研究

根据高分辨率遥感影像震害房屋的基本特征,提出在该影像条件下,震害房屋信息的自动获取技术应发展以区域分析为基础的识别算法,并给出了适于震害房屋信息获取的区域分析算法的基本概念、框架及实现过程.在此基础上,介绍了一种典型的区域分析框架下的震害房屋自动识别算法,并与点特征判据算法进行了对比.结果表明,基于图像区域分析算法的识别具有很高的精度和易于实现的客观条件.最后指出,在高分辨率卫星遥感影像将成为今后震害信息获取主要数据源的情况下,开发区域分析框架下的震害房屋信息识别算法是未来的发展方向.     

基于遥感数据的闽东南山区公路滑坡快速识别技术研究

传统的滑坡识别主要通过遥感目视解译和人机交互识别,存在耗时费力、主观性强和提取精度低等问题。文中以福建省某公路为实验区,提出了一种基于高分辨率遥感数据的闽东南山区公路滑坡快速识别方法。包括采用亚米级高分辨率遥感影像,通过对色调、地形、光谱、植被指数和纹理等滑坡特征进行分析与研究,确立了适用于东南山区公路的多维多尺度滑坡分类识别规则;借助机器学习算法分类工具与多维多尺度特征筛选集相结合构建了公路滑坡识别模型,并基于高分辨率遥感影像在色调尺度上对滑坡进行初步识别;最后经由坡度、归一化植被指数和纹理特征筛选集对初步识别的滑坡区域进一步的分割提取,从而对山区公路滑坡空间分布实行精准识别。经实验验证,文中方法所得滑坡识别的平均精度达到85.73%,且滑体提取形态特征完整,可清晰地展现出滑体的“舌”、“簸箕”状形态,亦可清晰辨别滑体的滑壁与堆积体。研究成果可为我国植被发育区的山区交通线路的滑坡识别与风险评估提供科学参考。     

郑州园林绿化树木低温寒冻害空间分布特征研究

绿化树木是园林景观的主体部分,同样也是园林建设中的目标植物。然而,绿化植物容易受到低温寒冻害的影响,进而影响园林布局美观。基于此,该文提出郑州园林绿化树木低温寒冻害空间分布特征研究方法,统计郑州园林绿化树木类型,对各样本按照乔木层与灌木层进行分类整理,将频度、显著度、密度等作为计算树木多样性的指标,分析比较结果,根据获得的比较结果,利用遥感图像采集技术对树木进行分层采样处理,提取受冻害植被颜色特征,通过最佳分割阈值算法分割树木与背景,分别获取两个区域的灰度值。最后采用模板匹配方法将马氏距离作为识别树木受冻害的标准,结合受冻指数,得出空间分布特征与植被分布类型有关,且海拔位置越高受冻害影响越严重。根据获得的空间分布特征结果,可及时采取有效的防治措施,加强对郑州园林绿化树木的保护。