多时相高分辨率震害遥感影像建筑物变化检测研究

摘要

随着遥感技术突飞猛进的发展，遥感数据的获取呈现出多平台、多传感器、多分辨率（多空间分辨率、多光谱分辨率、多时间分辨率）的新阶段。由于数据种类不断增多，质量不断提高，基于高分辨率遥感影像的变化检测研究也日趋频繁，应用领域甚广。目前各种破坏性极强的自然灾害频繁发生，造成巨大的财产损失和人员伤亡。利用多时相高分辨遥感影像进行灾害分析也成为时下研究热点，本文主要研究地震后建筑物的变化状况，该项研究将会为震后应急救援、灾后重建工作发挥重要作用，具体研究内容体现在以下几点:
　　1)本文首先对高分辨率遥感影像的特性进行了分析总结，找出了适合本研究的影像方面的相关特性，并对常用遥感变化检测方法的原理、优缺点进行了详细分析和阐述，包括影像算术运算法、植被指数差值法、主成分分析法以及分类后比较法。
　　2)面向对象的对象分类技术研究，包括多尺度影像分割原理和影像模糊分类方法。
　　3)提出了一种逐级多特征方向的变化检测方法，该方法的主要步骤是:首先进行像元级变化检测，获取包含建筑物变化在内的大的候选区域;其次在大候选区域上进行纹理特征的变化检测;最后在纹理特征检测的基础上进行色调特征的变化检测，这样逐级进行不但缩小了变化检测范围，还降低了其他地物的干扰。为了提高该方法的效率，在进行变化检测之前必须进行数据预处理工作，本文也详细介绍了辐射校正和几何精校正的方法和原理。
　　4)类间叠置分析统计法，利用了面向对象的影像处理技术和矢量数据空间分析中叠置分析的方法，即首先通过影像分类把建筑物类提取出来，再利用叠置分析的方法找出受损的建筑物区域，并根据相关系数对建筑物受损状况进行了评估，得到损失程度信息。
　　最后本文对2010年青海省玉树藏族自治州玉树县发生的7.1级大地震的部分受灾区域的数据进行了实验，实验结果表明，本文提出的两种方法均有效提高了建筑物变化检测的正确率，降低了漏检和虚检的情况。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 变化检测主要应用领域

1．3．1 军事侦查

1．3．2 土地利用的监测

1．3．3 自然资源调查

1．3．4 森林变化监测

1．3．5 自然灾害监测

1．3．6 海岸线变化检测

1．4 研究内容

1．5 本文的结构安排

2 数据源分析与研究区域概况

2．1 常用遥感卫星影像

2．2 高分辨率遥感卫星影像的特性

2．3 玉树地震概况

2．4 本文所用遥感影像数据分析

3 变化检测的方法

3．1 遥感变化检测的基本概念

3．2 遥感变化检测方法

3．2．1 影像算术运算法

3．2．2 植被指数差值法

3．2．3 主成分分析法

3．2．4 分类后比较法

3．3 变化检测研究存在的困难之处

4 多时相震害遥感影像建筑物变化检测方法

4．1 遥感影像相对辐射校正

4．2 影像几何精校正

4．2．1 影像几何精校正步骤

4．2．2 几何精校正数学模型

4．2．3 图像重采样

4．3 基于面向对象的对象分类技术

4．3．1 影像分割的原理

4．3．2 多尺度分割的概念

4．3．3 FNEA算法—多尺度分割算法

4．3．4 影像模糊分类方法

4．4 逐级多特征方向的变化检测

4．4．1 像元级变化检测

4．4．2 特征级变化检测

4．4．3 逐级多特征方向的变化检测

4．4．4 实验结果与分析

4．5 类间叠置分析统计法

4．5．1 类间叠置分析统计法的基本思想

4．5．2 震害损失评估

4．5．3 实验及结果评价

5 结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果