面向城鎮(zhèn)地震倒塌房屋的多源遙感影像融合研究.pdf

1、地震災害是重大的自然災害之一，突發(fā)性強，我國地震分布很廣，地震多發(fā)。地震產(chǎn)生機制復雜，目前還不能準確預測預報，當發(fā)生在人口稠密的城市或城鎮(zhèn)時，容易造成嚴重的人員傷亡和經(jīng)濟損失。因此在地震發(fā)生后，快速獲取準確的災情，采取有效的救援工作，是目前最為有效減輕災害損失的方法。震后房屋倒塌受害程度表征地震作用下地面運動的強度大小以及地震災害造成的人員經(jīng)濟損失狀況。面向地震倒塌房屋信息提取的多源遙感數(shù)據(jù)融合.是地震災害監(jiān)測的遙感數(shù)據(jù)處理中的一個重要

2、環(huán)節(jié)，進行多源遙感影像快速融合，得到質量較高的影像，可以提高遙感影像的空間分辨率，突出倒塌房屋信息，提高震后倒塌房屋的信息提取精度，彌補單一遙感數(shù)據(jù)獲取信息能力的不足。
　　 遙感影像的融合方法很多，但不同遙感影像和不同的應用目的，選用的融合方法也不同，本文從這個角度出發(fā)，通過分析現(xiàn)有的通用融合方法，篩選和設計適用于城鎮(zhèn)地震倒塌房屋的多源遙感影像融合流程和方法，以滿足實時災害應急的需要。
　　 本文首先對現(xiàn)有的融合方法進

3、行比較研究和進行面向SAR與光學影像融合的算法改進。對現(xiàn)有融合方法介紹，主要分色彩變換、算術運算和圖像變換這三類來介紹常用的融合方法的思想并明確各種方法的優(yōu)缺點。同時，考慮到現(xiàn)有大多數(shù)通用融合方法都是基于光學影像之間的融合提出的，本文針對SAR與光學影像的融合進行了融合算法改進，經(jīng)過試驗，此方法效果理想，適合于地震倒塌房屋的雷達影像與光學多光譜影像之間的融合。
　　 接著，進行面向地震倒塌房屋信息的多源影像融合的關鍵技術研究，包

4、括快速融合流程設計、影像預處理、融合方法和融合效果評價指標的選取、以及根據(jù)具體的常用遙感影像數(shù)據(jù)組合推薦具體的融合方法等。面向城鎮(zhèn)地震倒塌房屋的多源遙感數(shù)據(jù)快速融合主要體現(xiàn)在，災害風險區(qū)劃脆弱區(qū)優(yōu)先融合，根據(jù)應用精度要求選用兼顧效果和速度的融合算法。融合方法的選取思路為，以四川地震災區(qū)為研究區(qū)域，以城區(qū)倒塌房屋為研究對象，采用多源遙感影像為數(shù)據(jù)源(包括光學影像和雷達影像)，對現(xiàn)有融合方法、改進的SAR與光學影像融合方法比較研究和反復試驗

5、，根據(jù)速度較快和和空間細節(jié)信息增強、光譜特性保持效果較優(yōu)的標準，初步篩選出色彩標準化變換(Brovey)、HSV變換法、高通濾波(HPF)、IHS變換法、主成分變換法(PCA)這6種融合方法，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)源組合，從這6種方法中推薦出一種最優(yōu)的融合方法。融合的效果從定性和定量兩方面來進行評價。定性評價包括影像空間分辨力、清晰度，倒塌房屋的細節(jié)和邊緣清晰程度，線性地物突出程度，極限放大倍數(shù)看分辨率的增強效果；從光譜特征，判別融合前后的影像

6、的同類地物是否有接近或相同的色彩，倒塌房屋信息是否得到突出顯示，局部色彩差異大小即光譜特征扭曲程度，整體的色彩效果差異大小等。定量評價采用的指標有均值、標準差、熵、平均梯度、光譜扭曲度、均方根誤差這五個指標，平均值反映影像的整體亮度，標準差、熵主要反映影像的細節(jié)信息的強弱，光譜扭曲度、均方根誤差主要反映影像的光譜保持效果。根據(jù)具體的常用的遙感影像數(shù)據(jù)組合，按高中低分辨率以及雷達與光學影像來分別推薦具體的融合方法。
　　 最后，進