基于多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同的河南省礦山環(huán)境信息提取研究
發(fā)布時間:2021-03-24 04:02
為了改善河南省礦山地質(zhì)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測技術,提高礦產(chǎn)資源科學管理水平,利用高分辨率遙感衛(wèi)星影像和InSAR數(shù)據(jù),使用最優(yōu)分割參數(shù)法和隨機森林分類法提取河南省礦山區(qū)地質(zhì)環(huán)境要素信息;利用多時相InSAR疊加分析法輔助礦山地質(zhì)災害解譯,完善河南省礦產(chǎn)區(qū)地質(zhì)環(huán)境遙感解譯體系.研究結(jié)果表明,利用影像信息層次結(jié)構(gòu)優(yōu)先分離和隨機森林分類提取分離后的環(huán)境要素的方法所提取的信息分類精度可達89%;利用二軌道差分干涉圖輔助分析礦山地質(zhì)災害,能夠進一步提高礦山地質(zhì)環(huán)境解譯準確度.
【文章來源】:河南科學. 2020,38(07)
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
崩塌解譯圖
在測試區(qū)設置400個決策樹,并使用最優(yōu)參數(shù)法對測試區(qū)內(nèi)的要素分層分割,提取信息.首先需要確定隨機森林模型的決策樹數(shù)值.本文根據(jù)測試集實際情況,將決策樹數(shù)值設置為400,利用最優(yōu)參數(shù)法提取該測試集中決策樹分層分割結(jié)果的信息.然后,把河南省土地利用規(guī)劃圖和DEM數(shù)據(jù)導入GIS軟件中,使用該軟件的空間分析工具降低隨機森林分類過程中出現(xiàn)的誤差.最后從測試集的400個決策樹中提取到采場、中轉(zhuǎn)場地、固體廢棄物和裸露土地四種類型地質(zhì)環(huán)境要素信息(如表1).為了檢驗地質(zhì)環(huán)境要素信息提取的精度,本文使用混淆矩陣和Kappa系數(shù)法,對信息提取結(jié)果和測試區(qū)實際值進行對比分析.經(jīng)過計算得知:采用歐幾里得“二指數(shù)法”和隨機森林分類器的地質(zhì)環(huán)境信息要素信息分類提取的精度為89%,Kappa系數(shù)為0.79,信息提取結(jié)果較好.在確定測試區(qū)信息提取結(jié)果可信度水平之后,將上述方法提取信息結(jié)果和四類地質(zhì)環(huán)境要素合并,最終獲得研究區(qū)的地質(zhì)環(huán)境要素信息提取結(jié)果.
河南省礦山采場的開采面主要物質(zhì)成分包括:采掘礦物時剝離的泥土和夾雜的巖石碎屑.因此礦山環(huán)境開采場的遙感影像外觀顏色主要是黃色和白色.與普通廢石堆相比,礦山采場的紋理顯得更加復雜錯亂,黃色和白色之間常常分布著不規(guī)則的多邊形.礦山開采面通常占地面積較大,由于采場附近植被破壞較嚴重,開采面影像邊界顯示得較清晰.以上是礦山采場影像解譯的直接標志(圖2).此外,采場遙感解譯還有一些間接標志:(1)道路連接標志.通常采場面會和幾條道路連接,這些道路一般情況直通選礦廠或者廢棄石土堆積區(qū).(2)開采設備標志.為了便于礦山開采,采場附近通常有相關配套的設備分布,例如碎石機和運輸車.(3)位置標志.絕大部分的礦山開采面是分布在礦權邊界的內(nèi)部和周邊區(qū)域.(4)紋理標志.分布的礦種不同,開采面的紋理也會有區(qū)別.具體而言,金屬礦的開采面規(guī)模比較大,而且周圍有尾礦車、選礦場和選礦池;非金屬礦的開采面規(guī)模較小,影像的亮度和對比度都很高,可以與周圍地物形成鮮明的對比.3.1.2 中轉(zhuǎn)場地
【參考文獻】:
期刊論文
[1]“高分一號02、03、04星”衛(wèi)星數(shù)據(jù)在礦山開發(fā)環(huán)境遙感監(jiān)測中的初步應用評價[J]. 周英杰,李思佳,魏紅艷,甘甫平,劉小楊. 測繪與空間地理信息. 2020(03)
[2]遙感影像監(jiān)督分割評價指標比較與分析[J]. 李澤宇,明冬萍,范瑩琳,趙林峰,劉思民. 地球信息科學學報. 2019(08)
[3]深度學習語義分割方法在遙感影像分割中的性能分析[J]. 王俊強,李建勝,丁波,蔡富. 計算機測量與控制. 2019(07)
[4]大型露天礦山地質(zhì)災害的形成與對應措施[J]. 張赫. 世界有色金屬. 2018(24)
[5]礦山遙感監(jiān)測解譯記錄表自動生成方法研究與實現(xiàn)[J]. 刁明光,劉芳,譚專條,薛濤,王彥佐. 國土資源遙感. 2018(04)
[6]基于高分衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的冀東地區(qū)礦山開發(fā)現(xiàn)狀及環(huán)境問題研究[J]. 魚磊,李應真,高俊華,劉立,許兆軍,鄒蒲. 中國地質(zhì)調(diào)查. 2018(04)
[7]河南省礦山環(huán)境保護與污染防治對策[J]. 霍光杰,范濤. 價值工程. 2018(25)
[8]河南依法保障礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序[J]. 王瓊杰. 資源導刊. 2018(06)
[9]基于高分辨率遙感影像的礦山遙感監(jiān)測解譯標志研究[J]. 馬國胤,談樹成,趙志芳. 云南地理環(huán)境研究. 2017(05)
[10]河南省采礦區(qū)土地復墾分區(qū)與整治策略[J]. 傅建春,王銳,葉鵬飛. 測繪科學. 2016(08)
博士論文
[1]露天礦地質(zhì)環(huán)境解譯標志體系和信息提取方法的研究及示范應用[D]. 張凱翔.中國地質(zhì)大學 2018
碩士論文
[1]礦山泥石流起動機理及防治對策研究[D]. 李雄飛.西安理工大學 2018
[2]礦山環(huán)境遙感動態(tài)監(jiān)測方法與應用研究[D]. 楊曉飛.中國地質(zhì)大學(北京) 2014
本文編號:3097016
【文章來源】:河南科學. 2020,38(07)
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
崩塌解譯圖
在測試區(qū)設置400個決策樹,并使用最優(yōu)參數(shù)法對測試區(qū)內(nèi)的要素分層分割,提取信息.首先需要確定隨機森林模型的決策樹數(shù)值.本文根據(jù)測試集實際情況,將決策樹數(shù)值設置為400,利用最優(yōu)參數(shù)法提取該測試集中決策樹分層分割結(jié)果的信息.然后,把河南省土地利用規(guī)劃圖和DEM數(shù)據(jù)導入GIS軟件中,使用該軟件的空間分析工具降低隨機森林分類過程中出現(xiàn)的誤差.最后從測試集的400個決策樹中提取到采場、中轉(zhuǎn)場地、固體廢棄物和裸露土地四種類型地質(zhì)環(huán)境要素信息(如表1).為了檢驗地質(zhì)環(huán)境要素信息提取的精度,本文使用混淆矩陣和Kappa系數(shù)法,對信息提取結(jié)果和測試區(qū)實際值進行對比分析.經(jīng)過計算得知:采用歐幾里得“二指數(shù)法”和隨機森林分類器的地質(zhì)環(huán)境信息要素信息分類提取的精度為89%,Kappa系數(shù)為0.79,信息提取結(jié)果較好.在確定測試區(qū)信息提取結(jié)果可信度水平之后,將上述方法提取信息結(jié)果和四類地質(zhì)環(huán)境要素合并,最終獲得研究區(qū)的地質(zhì)環(huán)境要素信息提取結(jié)果.
河南省礦山采場的開采面主要物質(zhì)成分包括:采掘礦物時剝離的泥土和夾雜的巖石碎屑.因此礦山環(huán)境開采場的遙感影像外觀顏色主要是黃色和白色.與普通廢石堆相比,礦山采場的紋理顯得更加復雜錯亂,黃色和白色之間常常分布著不規(guī)則的多邊形.礦山開采面通常占地面積較大,由于采場附近植被破壞較嚴重,開采面影像邊界顯示得較清晰.以上是礦山采場影像解譯的直接標志(圖2).此外,采場遙感解譯還有一些間接標志:(1)道路連接標志.通常采場面會和幾條道路連接,這些道路一般情況直通選礦廠或者廢棄石土堆積區(qū).(2)開采設備標志.為了便于礦山開采,采場附近通常有相關配套的設備分布,例如碎石機和運輸車.(3)位置標志.絕大部分的礦山開采面是分布在礦權邊界的內(nèi)部和周邊區(qū)域.(4)紋理標志.分布的礦種不同,開采面的紋理也會有區(qū)別.具體而言,金屬礦的開采面規(guī)模比較大,而且周圍有尾礦車、選礦場和選礦池;非金屬礦的開采面規(guī)模較小,影像的亮度和對比度都很高,可以與周圍地物形成鮮明的對比.3.1.2 中轉(zhuǎn)場地
【參考文獻】:
期刊論文
[1]“高分一號02、03、04星”衛(wèi)星數(shù)據(jù)在礦山開發(fā)環(huán)境遙感監(jiān)測中的初步應用評價[J]. 周英杰,李思佳,魏紅艷,甘甫平,劉小楊. 測繪與空間地理信息. 2020(03)
[2]遙感影像監(jiān)督分割評價指標比較與分析[J]. 李澤宇,明冬萍,范瑩琳,趙林峰,劉思民. 地球信息科學學報. 2019(08)
[3]深度學習語義分割方法在遙感影像分割中的性能分析[J]. 王俊強,李建勝,丁波,蔡富. 計算機測量與控制. 2019(07)
[4]大型露天礦山地質(zhì)災害的形成與對應措施[J]. 張赫. 世界有色金屬. 2018(24)
[5]礦山遙感監(jiān)測解譯記錄表自動生成方法研究與實現(xiàn)[J]. 刁明光,劉芳,譚專條,薛濤,王彥佐. 國土資源遙感. 2018(04)
[6]基于高分衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的冀東地區(qū)礦山開發(fā)現(xiàn)狀及環(huán)境問題研究[J]. 魚磊,李應真,高俊華,劉立,許兆軍,鄒蒲. 中國地質(zhì)調(diào)查. 2018(04)
[7]河南省礦山環(huán)境保護與污染防治對策[J]. 霍光杰,范濤. 價值工程. 2018(25)
[8]河南依法保障礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序[J]. 王瓊杰. 資源導刊. 2018(06)
[9]基于高分辨率遙感影像的礦山遙感監(jiān)測解譯標志研究[J]. 馬國胤,談樹成,趙志芳. 云南地理環(huán)境研究. 2017(05)
[10]河南省采礦區(qū)土地復墾分區(qū)與整治策略[J]. 傅建春,王銳,葉鵬飛. 測繪科學. 2016(08)
博士論文
[1]露天礦地質(zhì)環(huán)境解譯標志體系和信息提取方法的研究及示范應用[D]. 張凱翔.中國地質(zhì)大學 2018
碩士論文
[1]礦山泥石流起動機理及防治對策研究[D]. 李雄飛.西安理工大學 2018
[2]礦山環(huán)境遙感動態(tài)監(jiān)測方法與應用研究[D]. 楊曉飛.中國地質(zhì)大學(北京) 2014
本文編號:3097016
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