基于高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)的建筑物震害信息分類提取研究
發(fā)布時(shí)間:2017-04-28 15:07
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【摘要】:強(qiáng)烈地震、海嘯等自然災(zāi)害給災(zāi)區(qū)人民的生命及財(cái)產(chǎn)造成了重大損失,建筑物的倒損信息是震后災(zāi)害評(píng)估的一項(xiàng)重要指標(biāo),建筑物倒損信息的快速獲取已成為災(zāi)后救援并減少損失的關(guān)鍵。隨著遙感技術(shù)的快速發(fā)展,不同時(shí)相、高分辨率、海量的遙感數(shù)據(jù)為災(zāi)后救援和災(zāi)害損失評(píng)估提供了可靠的數(shù)據(jù)源。尤其我國(guó)無(wú)人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,無(wú)人機(jī)航空遙感在震后災(zāi)情信息獲取中得到廣泛應(yīng)用。海域和陸地地震的震后遙感影像特征具有很大不同,建筑物震害信息分類提取研究具有重要的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。海域地震的建筑物震害信息分類提取的數(shù)據(jù)源選取2011年3月11日日本大地震前、后的仙臺(tái)市World-view2高分辨率衛(wèi)星影像。結(jié)合日本仙臺(tái)實(shí)際的地類特征,將震前影像進(jìn)行多尺度分割,在不同的分割層通過(guò)設(shè)置不同的特征閾值來(lái)實(shí)現(xiàn)不同地物的信息提取,分類結(jié)果以矢量數(shù)據(jù)輸出并疊加到震后的影像上進(jìn)行棋盤(pán)分割,通過(guò)不同特征閾值設(shè)置提取出耕地、水體、建筑物,再將震后未分類的影像按尺度45進(jìn)行分割用于提取其他地物信息。最后對(duì)兩時(shí)相提取結(jié)果進(jìn)行變化檢測(cè)分析,分別定義建筑物減少類、建筑物未變化類,建筑物增加類,將變化檢測(cè)的矢量數(shù)據(jù)輸出并在ArcGIS軟件中進(jìn)行轉(zhuǎn)移矩陣計(jì)算得出建筑物倒塌面積。分類結(jié)果精度評(píng)價(jià)為震前分類總體精度達(dá)到88.8%,震后總體精度為85.7%。陸地地震的建筑物震害信息分類提取的數(shù)據(jù)源選取2014年8月4日地震前、后的云南省昭通市魯?shù)榭h龍頭山鎮(zhèn)World-view2高分辨率衛(wèi)星影像及無(wú)人機(jī)航空影像,采用面向?qū)ο笮畔⑻崛》诸惙椒☉?yīng)用變化檢測(cè)方法,將建筑物震害信息分為基本完好、中度倒損、嚴(yán)重倒損、完全倒塌等四類。首先對(duì)兩時(shí)相進(jìn)行尺度分割,基于光譜均值、Blue_ratio、Area等特征建立合適的特征空間,利用最鄰近分類方法,對(duì)建筑物按四類破壞等級(jí)進(jìn)行精細(xì)分類。分類結(jié)果精度評(píng)價(jià)為震前分類總體精度達(dá)到88.16%,震后總體精度為91.95%。并進(jìn)行轉(zhuǎn)移矩陣計(jì)算得出建筑物倒塌面積。結(jié)果表明,在最優(yōu)尺度分割基礎(chǔ)上的面向?qū)ο笳鸷π畔⑻崛》椒軌驅(qū)崿F(xiàn)四類建筑物震害信息提取,能夠滿足地震災(zāi)害快速評(píng)估要求?梢钥闯,地震海嘯后遙感建筑物震害信息分類與提取方法相對(duì)簡(jiǎn)單,主要是海嘯將建筑物倒損碎屑帶走,震后影像上的建筑物是完好和基本完好;而陸地地震倒損和嚴(yán)重倒損的建筑物碎屑不規(guī)則的散落在街道、空地或未倒損建筑附近,給建筑物震害信息提取造成一定困難。本文在對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)進(jìn)行建筑物的震害信息提取時(shí),基于面向?qū)ο筮M(jìn)行變化檢測(cè)的方法基礎(chǔ)之上,實(shí)現(xiàn)了一種通過(guò)前時(shí)相分類結(jié)果矢量圈定震后感興趣區(qū)域進(jìn)行變化檢測(cè)技術(shù),通過(guò)對(duì)高分辨率遙感影像的建筑物震害信息特征選取、規(guī)則集的建立、閾值的設(shè)置,可以實(shí)現(xiàn)建筑物震害信息精細(xì)分類提取從而滿足災(zāi)害損失評(píng)估的需求。
【關(guān)鍵詞】:高分辨率遙感 建筑物震害信息 面向?qū)ο?/strong> 變化檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】:云南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:P237;P315.9
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-11
- 第1章 緒論11-17
- 1.1 引言11-12
- 1.2 建筑物震害信息提取國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
- 1.2.1 建筑物變化檢測(cè)研究現(xiàn)狀12-13
- 1.2.2 建筑物震害信息提取研究現(xiàn)狀13-14
- 1.3 研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)14-17
- 第2章 面向?qū)ο蟮慕ㄖ镒兓瘷z測(cè)及信息提取17-42
- 2.1 遙感變化檢測(cè)技術(shù)17-19
- 2.1.1 遙感影像變化檢測(cè)技術(shù)17-18
- 2.1.2 多時(shí)相遙感變化檢測(cè)技術(shù)方法及流程18-19
- 2.2 面向?qū)ο笥跋穹指罴夹g(shù)19-25
- 2.2.1 影像分割的定義20-21
- 2.2.2 影像分割常用方法21-24
- 2.2.3 基于邊緣提取的多尺度分割24-25
- 2.3 面向?qū)ο笥跋穹诸惣夹g(shù)25-31
- 2.3.1 特征描述及選擇26-31
- 2.3.2 面向?qū)ο蠓诸惙椒?/span>31
- 2.4 建筑物變化檢測(cè)及信息提取31-42
- 2.4.1 eCognition Developer軟件32-33
- 2.4.2 基于eCognition Developer的變化檢測(cè)33-35
- 2.4.3 eCognition Developer主要分割算法35-37
- 2.4.4 最優(yōu)分割尺度選擇37-38
- 2.4.5 eCognition Developer主要分類算法38-42
- 第3章 海域建筑物震害信息分類提取42-59
- 3.1 震后建筑物分類等級(jí)及其特點(diǎn)42-44
- 3.2 數(shù)據(jù)源選取44-45
- 3.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理45-47
- 3.4 建筑物震害信息分類提取47-55
- 3.4.1 震前影像數(shù)據(jù)分類47-51
- 3.4.2 震后影像數(shù)據(jù)分類51-55
- 3.5 精度評(píng)定55-59
- 第4章 基于多源遙感數(shù)據(jù)的陸域建筑物震害信息提取59-71
- 4.1 數(shù)據(jù)源選取59-60
- 4.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理60-62
- 4.2.1 前時(shí)相World-view2影像數(shù)據(jù)預(yù)處理60-61
- 4.2.2 后時(shí)相無(wú)人機(jī)航片預(yù)處理61-62
- 4.3 建筑物震害信息分類提取62-68
- 4.3.1 分割尺度及特征選擇62-64
- 4.3.2 震前影像數(shù)據(jù)分類64-66
- 4.3.3 震后影像數(shù)據(jù)分類66-68
- 4.4 精度評(píng)定68-71
- 第5章 結(jié)論和展望71-73
- 5.1 結(jié)論71-72
- 5.2 展望72-73
- 參考文獻(xiàn)73-78
- 附錄A:圖目錄78-80
- 附錄B:表目錄80-81
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果81-82
- 致謝82
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條
1 譚衢霖;高姣姣;;面向?qū)ο蠓诸愄崛「叻直媛识喙庾V影像建筑物[J];測(cè)繪工程;2010年04期
2 姬淵;秦志遠(yuǎn);王秉杰;劉曉輝;;小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用研究[J];測(cè)繪技術(shù)裝備;2008年01期
3 李秦;高錫章;張濤;劉錕;龔劍明;;最優(yōu)分割尺度下的多層次遙感地物分類實(shí)驗(yàn)分析[J];地球信息科學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期
4 楊U,
本文編號(hào):333033
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