本文關(guān)鍵詞：高分辨率SAR衛(wèi)星影像洪水區(qū)域提取應(yīng)用研究

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【摘要】：洪澇災(zāi)害是對(duì)人類生活影響巨大的災(zāi)害之一,發(fā)生頻率高,影響范圍廣,每年造成大量的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。洪水淹沒區(qū)可以覆蓋幾十甚至幾百平方公里的區(qū)域,針對(duì)突發(fā)性洪水的淹沒區(qū)范圍快速提取可用于災(zāi)情的準(zhǔn)確評(píng)估,也對(duì)資源調(diào)配和救援有重大意義。另一方面,隨著如LandSAT-8,Sentinel-2等多光譜衛(wèi)星和Sentinel-1A/B等雷達(dá)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的免費(fèi)獲取和全球覆蓋,大型河流的河道由于季節(jié)性洪水的影響所導(dǎo)致的河道變遷,枯水期、洪水期的河道水流差異等,都可以利用衛(wèi)星遙感進(jìn)行全面的監(jiān)測。合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)不受天氣影響,可以全天候、大范圍、高精度獲取影像。隨著高分辨率雷達(dá)衛(wèi)星相繼發(fā)射和分辨率不斷提高、,組成星座模式后重訪周期縮短、對(duì)大范圍洪水區(qū)域的快速監(jiān)測提供巨大幫助。2016年,我國中部地區(qū)受到了較為嚴(yán)重的內(nèi)澇,并發(fā)生了多個(gè)支流河道決堤事件,雖然并未造成人員的重大傷亡,但是卻造成了重大的財(cái)產(chǎn)損失。本文收集了2016年國內(nèi)外幾個(gè)洪水災(zāi)害發(fā)生區(qū)域,洪水淹沒后的高分辨率SAR衛(wèi)星影像。研究不同水體區(qū)域在SAR遙感衛(wèi)星影像中的散射特征;在特定的實(shí)驗(yàn)樣區(qū),已有多種雷達(dá)衛(wèi)星影像中水體提取的方法,本文對(duì)比分析了多種圖像濾波算法、水體提取算法在實(shí)際洪水區(qū)域提取應(yīng)用中的效果。另外,針對(duì)孟加拉國賈木納河流流域收集了的為期一年多的Sentinel-1雷達(dá)遙感衛(wèi)星影像時(shí)間序列,統(tǒng)計(jì)分析河道全年季節(jié)性變化趨勢。本文主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)本文收集了深圳、武漢、孟加拉國等地的洪水淹沒區(qū)的TerraSAR-X、Cosmo-Skymed、Sentinel-1a等雷達(dá)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)。分析了影像中平靜開闊區(qū)、風(fēng)浪區(qū)、農(nóng)田區(qū)等不同區(qū)域水體的雷達(dá)散射特征,對(duì)比了 SAR影像中水域提取算法在這些不同條件下的適用性。(2)本文對(duì)比了自適應(yīng)中值濾波、Lee濾波、Frost濾波、改進(jìn)型Lee濾波算法的濾波結(jié)果,著重分析了 Lee濾波以及其改進(jìn)算法在雷達(dá)圖像濾波中的特點(diǎn)。使用不同濾波算法對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理,應(yīng)用不同遙感衛(wèi)星影像下水體散射特征對(duì)濾波后圖像中的水體進(jìn)行提取,并定量比較分析水體提取方法在多種高分辨率雷達(dá)衛(wèi)星影像中的提取效果。(3)本文提出以Lee濾波和改進(jìn)型Lee濾波為主,以基于種子點(diǎn)的區(qū)域生長提取算法為主的洪水區(qū)域提取流程,達(dá)到了較好的洪水區(qū)域提取效果。(4)本文收集2016年7月安徽蕪湖和湖北武漢潰堤事件洪水淹沒區(qū)的TerraSAR-X、Cosmo-Skymed影像數(shù)據(jù),利用本文的算法自動(dòng)提取了該洪澇災(zāi)害淹沒區(qū)范圍并人工提取結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,評(píng)估提取效果。(5)利用2015-2017年期間的13幅時(shí)間序列Sentinel-1a數(shù)據(jù),針對(duì)孟加拉國最大的大橋流域,研究了孟加拉國賈木納(Jamuna)大橋上下游50km范圍的河道變化。并對(duì)比了同時(shí)期的Landsat-8影像提取的水域結(jié)果,對(duì)比了雷達(dá)影像與多光譜影像在水域提取方面的差異和特點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P332

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本文編號(hào)：1260353