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。     

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。     

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。     

基于纹理特征的高分辨率遥感影像灾害监测应用

变化检测方法作为遥感信息获取的主要技术手段之一,在灾害监测中已得到了一定应用。然而基于遥感图像灰度信息的变化检测方法,其阈值选取受到传感器和环境因素引起的"伪变化"信息影响。由于纹理特征具有移不变特性,可以利用地物空间结构信息开展变化检测,从而避免图像灰度"伪变化"信息的影响。该文在现有变化检测技术流程之上,通过纹理特征参数的分析,结合基于贝叶斯的图像阈值分割技术,建立了基于纹理特征的高分辨率遥感影像变化检测方法,并应用在汶川地震前后的福卫-2影像,与基于光谱影像的变化检测方法进行了分析对比。     

面向对象的灾害信息遥感提取框架及其应用

我国自然灾害频发,遥感技术可快速、大范围地获取地表的重大自然灾害信息,具有巨大的应用价值.但目前高分辨率遥感影像处理面临一定的困难,尚无十分有效且快速的分类与目标提取算法,面向对象影像处理技术是该领域的研究热点.通过详细分析面向对象影像处理方法与高分辨率影像的特点,构建了面向对象遥感影像技术的灾害信息提取框架,并将该提取框架应用于地震灾害的损毁分析,为相关灾害应用研究提供参考.     

震害预测中建筑物属性信息提取方法研究

在编制城市抗震防灾规划工作中,如何得到规划区大量的建筑物的普查资料一直是一个重要的课题。就此,本文提出了一种基于RS技术通过首先旋转高分辨率遥感图像而后搜寻建筑物阴影区有效分割线段来实现大范围建筑物层数信息提取的新方法,并结合高分辨率遥感影像数据和实际建筑物层数信息对提取结果进行分析。结果表明计算模型正确,普适性较强,算法过程简单,所得结果精度满足城市震害预测基础信息的要求,有较大实用价值。     

西南低纬度高原一次冰雹过程的相控阵雷达特性分析

利用2022年7月昆明地区一次冰雹过程的X波段双偏振相控阵阵列天气雷达资料，采用三维变分同化算法，对其演变过程的特征进行分析，得到冰雹初生发展、孕育成熟、降雹消散阶段的组合反射率、双偏振量等特征，研究结果表明X波段相控阵阵列雷达具有高时空分辨率的特征，通过偏振信息获取云中粒子的微观特征，有助于低纬高原中小尺度天气的精细化探测。     

基于高分辨率卫星影像数据高原输电通道巡视技术的研究

近年来，随着西电东输工程的持续推进，位于高原区域的输电线网规模持续扩大，但因受高原气候条件影响，高原区域内的输电通道巡视难度逐步增大。为提升高原输电通道的巡视精度、效率，保障高原输电通道的安全，本文以worldview-3高分卫星影像数据为数据源，采用多尺度分割技术与面向对象分类算法，研究分析高原输电通道关键地物信息的提取方法，研究表明：（1）面向对象算法适用于高分影像数据的信息提取，其地物信息提取精度较高，能够满足输电通道的巡视工作，这表明基于高分卫星影像技术的输电通道巡视可行；（2）基于多尺度分割技术耦合面向对象分类算法提取的大棚信息精度可达95%，可替代人工解译工作，而道路信息精度可相对较低，但仍可替代大部分人工解译工作；（3）与传统野外核查、人工目视解译相比，基于多尺度分割技术耦合面向对象分类算法具有边界精度高、效率高等优势。     

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.     

面向对象分类方法在台风灾害信息提取中的应用研究

台风灾害是全球损失最严重的十大自然灾害之一。如何在灾情发生后,快速地进行灾情预评估与应急响应决策是目前灾害研究的重要方向。基于2013年台风"海燕"登陆前、后的菲律宾独鲁万市部分区域的卫星遥感影像,采用面向对象的方法进行了灾害检测,提取了研究区域的地物信息,并与基于像元的传统方法进行了比较。结果表明,面向对象的分类方法在台风灾害前影像分割尺度为30%,融合尺度为84%,台风灾害后影像分割尺度为15%,融合尺度为95%时分割效果最佳;最终,面向对象分类灾害前总体精度达到95.65%,Kappa系数达0.93,灾害后总体精度达到93.19%,Kappa系数达0.90;另一方面,最大似然法也优于ISODATA分类法与最小距离法,但仍不及面向对象的分类方法。     

基于多源中高分辨率遥感数据提取渤海辽东湾海冰要素信息

海冰厚度是海冰参数中最为重要和最难获取的参数之一,对海洋灾害预警、气候变化等研究均有重要意义。本文选取2018年1月到3月的10景多源(Sentinel-2、Landsat-8、Landsat-7)中高分辨率影像对渤海辽东湾的海冰进行了监测。基于归一化水体指数进行海陆分割,通过分析海水与海冰光谱特征差异,利用最大似然法监督分类提取海冰区域,运用反照率与海冰厚度之间的经验指数模型反演海冰厚度,将反演结果与Zubov模型计算的冰厚结果进行比较,相关系数为0.884,证明了中高分辨率光学遥感数据在海冰厚度反演中的可行性。同时发挥中高分辨率遥感数据的优势,利用冰厚信息提取海冰类型、估算海冰资源量,为渤海海冰的防灾减灾以及海冰资源利用提供参考。     

基于遥感影像和DEM的后退式滑坡破坏黄土台塬进程及原因分析

为研究甘肃永靖黑方台台塬因周缘后退式滑坡而被破坏的进程及原因,首先,利用1964-2010年间不同国别、不同卫星、不同分辨率、不同时间的多期遥感影像,解译相应时期的台塬边缘线,获得黑方台在近50年的时间里的台塬面积变化数据;其次,利用1977年、1997年、2001年三期1:10 000的地形测绘数据,提取高程及坡度值,得到黑方台的边缘线及面积变化数据,并对遥感获影像得到的结果进行验证;最后,对黑方台周缘滑坡发育过程及对台塬的破坏机制进行简要分析。结果表明:在周缘后退式滑坡的破坏下,黑方台台塬面积一直呈减少的趋势,以1964年台塬面积为基准,至2010年的12期遥感影像提取的台塬面积数据表明,黑方台面积总计减少约0.61 km~2。经1977年、1997年、2001年三期的地形数据分析显示,至2001年,黑方台面积总计减少约0.52km~2,同时,与1975年、1995年、2000年遥感影像获得的台塬面积进行对比验证,误差不超过0.1%。黑方台台塬面积的减少源于周缘滑坡的极度发育,由于发展农业进行过量灌溉和黑方台特殊的地层结构,使得地下水位不断升高,浸润了黄土,导致黄土结构强度降低,同时,春冬季节的冻融作用进一步破坏黑方台周缘斜坡的黄土结构,最终导致滑坡的不断发生,年际循环的结果,造成了目前黑方台台塬的面积不断减少的现状。     

多源遥感数据沙尘暴强度监测的信息可比方法

综述了利用遥感技术进行沙尘暴监测研究的国内外进展，提出了利用多源遥感数据识别和提取沙尘暴信息的新方法，利用近红外1．6μm波段特性，构建了可比沙尘强度指数。研究表明：利用卫星探测器11μm，12μm波段差值进行沙尘暴信息识别和提取，可以达到满意的效果，但不能刻画沙尘暴强度；构建的可比沙尘强度指数，能够解决多源遥感数据由于卫星平台、监测时间、监测区域等不同因素导致的监测结果不可比的问题；同时监测结果与地面气象站监测数据有较好的一致性，能够从时间、空间两方面刻画沙尘暴强弱分布，可以作为沙尘暴定量研究的参数，为利用多源遥感数据持续定量地监测沙尘暴的起源、移动、传输路径、扩散等待征奠定了基础。     

IKONOS数据在翠华山滑坡研究中的应用

利用IKONOS数据对翠华山地区崩滑性滑坡进行了研究.基于IKONOS立体像对提取DEM,利用 DEM及控制点GCP正射全色数据与多光谱数据,将多光谱数据进行自然彩色变换,采用乘法变换与全色数据进行融合,将遥感数据与DEM数据叠加生成三维遥感影像图,进行滑坡体及承灾体解译,结合野外调查,为滑坡研究提供直接的依据.研究结果表明,利用IKONOS数据进行滑坡研究具有无比的优势.     

地震灾区河谷滑坡检测的遥感分析——以北川县滑坡为例

震区滑坡易堵塞河道形成高危型堰塞湖,一旦坝堤溃决,将释放巨大能量,造成严重的地震次生水灾。本文利用多源遥感数据,旨在研究一种检测河道滑坡的快速有效的方法,迅速判断出滑坡位置,为救援减灾提供重要信息。首先,对于灾前CBERS-02B星CCD数据,通过归一化水体指数(NDWI)来提取灾前水体信息主要为河道;由于灾后震区天气状况恶劣,故采用Radarsat-1SAR数据。利用水体在SAR影像上的特性,经过多次试验后使用阈值法来提取河道范围。再对两幅影像提取结果中的河道区域进行交集运算,检测出河道范围内的变化部分。通过上述方法提取的河道信息较为模糊、零散,这些模糊、零散并非都由滑坡堵塞河道造成,而是受噪声影响,在此对河道交集影像做膨胀处理,达到突出滑坡信息的目的,进而得以提取河道真实堵塞范围。最后进行人机交互判读,提取滑坡区域。实验以四川省北川县滑坡灾害为例,证明了本文方法的高效性与可靠性。     

茂县“6·24”特大高位远程崩滑灾害遥感回溯与应急调查

崩滑灾害在中国广大山区易发且危害严重,针对高位远程崩滑隐患难发现、易忽视的问题,结合其常见发育机理与滑塌后岩土体运动特征,发展了基于高分辨率遥感影像的判识与评估方法,并应用国产高分系列(GF)卫星影像,在茂县"6·24"特大崩滑灾害应急中进行实证。以遥感回溯的方式,查明灾前隐患上部裂缝发育特征及前缘地表形变迹象,并综合推断隐患岩体中部"锁固段"性状与应力方向;解译得到灾害滑塌、流动、刮铲、堆积和冲击的运动分段,发现1处新成的崩滑隐患,经体积估算与灾损评估,得出此次灾害总方量约1.41×107m3,受灾建筑面积约2.1×104m2,损毁耕地近30 hm2。遥感回溯与应急调查结果表明,高分辨率影像判识与评估方法可以有效解析高位崩滑隐患及灾害运动特征,可为大范围内同类隐患排查和灾害调查提供方法参考与范例,并促进GF等高分辨率光学卫星的地质灾害应用。     

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.     

云南省东川区泥石流灾害SPOT5遥感影像特征

在东川区县(市)地质灾害详细调查过程中,SPOT5高分辨率卫星遥感数据对泥石流灾害具有较好的解译效果。通过对泥石流SPOT5遥感影像特征进行研究,建立了东川区泥石流遥感解译标志,并对沟谷型泥石流和坡面型泥石流进行识别,共识别了沟谷型泥石流168条,坡面泥石流95处。