典型滑坡区域场景解析与高分辨率遥感影像特征提取

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhang_yingliang
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太原西山矿区是山西省内重要的大型矿区,区域内的滑坡灾害会影响矿区正常的生产活动,滑坡灾害发生后,进行滑坡区域识别对灾后应急救援和灾损评估具有重要的意义。近年来,高分辨率对地观测技术得到了迅速的发展,高分辨率遥感影像也被广泛应用在资源调查、应急救援和灾损评估等领域。由于滑坡灾害区域往往物质构成复杂、地表覆盖多样且不同滑坡之间存在较大的差异,会造成较高分辨率遥感影像在滑坡信息提取中反而没有较高的精度。因此展开对滑坡特征的分析并将其映射到高分辨率遥感影像上,实现高分辨率遥感影像滑坡特征提取的研究是很有必要的。本文主要研究内容如下:从滑坡局部区域地学环境、滑坡体和滑坡子区域三个层次对典型实地滑坡区域场景进行了层次化表达。局部区域地学环境层关注滑坡影响区域地形地貌和滑坡对其它地物要素的破坏,滑坡体层次关注滑坡体类型、运动几何特征及内部不同区域之间的差异,滑坡子区域层关注滑坡内部具体子区域的物质构成和结构特征等。对比分析了滑坡在中低分辨率遥感影像和高分辨率遥感影像上的光谱和空间特征差异。利用滑坡在高分辨率遥感影像上表现出的特殊的光谱、色调、形态及纹理等特征,将不同层次的实地滑坡特征映射到高分辨率遥感影像上。以太原西山偏桥沟滑坡为例,在局部区域地学环境层分析了滑坡所在区域地形地貌、地表覆盖,阐述了滑坡与其一定范围内的地物要素在影像上的特征差异,定量对比了滑坡与周围林地在光谱特征上的差异;在滑坡体基本特征层描述了滑坡的形态和运动特征,重点分析滑坡体在影像上的纹理、颜色与空间位置特征;在滑坡子区域特征层,通过实地照片与无人机影像的对比,对滑坡进行了分区,分析了滑坡各不同子区域内部的光谱、颜色、纹理、几何及上下文特征。利用0.03m的无人机影像分别从纹理特征和显著性特征两个方面实现影像上滑坡特征的提取与分析,通过基于纹理特征的图像分割划分了滑坡体的子区域,利用显著性特征检测了滑坡堆积区域内的块石,并在MATLAB中进行了程序设计实验。通过Gabor滤波分析提取了滑坡体的纹理特征,并结合颜色与空间位置特征用k均值聚类算法(k-means clustering algorithm)对滑坡体进行了分割,结果表明,Gabor纹理特征能在一定程度上划分出滑坡体上的各同质性区域,实现对滑坡体信息的提取;分析了滑坡堆积区块石的亮度及分布特征,通过视觉显著性检测结合形状特征提取了不同分布的块石,实验证明,滑坡堆积区块石的亮度特征对于块石检测具有较好的效果。
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