采空地面塌陷遥感识别方法研究

摘要

采空地面塌陷作为一种外生地质灾害，破坏耕地，损坏地面建筑物，给工农业生产带来严重威胁，并严重影响着生态环境，产生了十分突出的社会经济矛盾。快速准确地获取塌陷地信息是矿区环境综合治理和塌陷地复垦的关键，传统的调查手段费时费力，难以及时准确获取塌陷地信息，而遥感影像能够真实记录区域地面实况，在塌陷地调查中具有明显的优越性。本文系统地研究了利用遥感影像识别采空地面塌陷的方法，目的是能够及时准确获取塌陷地信息，为复垦、治理采空塌陷区提供基础资料。 本文分析总结了采空地面塌陷的形成机理、塌陷地的主要类型及特征，并详细介绍了常用地球资源卫星的相关参数和技术指标，通过多个实验区的研究、对比，总结了不同数据源在塌陷地遥感识别中的适用范围。归纳了遥感图像预处理的一般流程，着重对融合方法进行了研究，分别选取了大柳塔地裂缝、新密积水塌陷盆地和黄陵崩塌的遥感影像，采用主成分分析（PCA）、Brovey变换、Multiplicative、IHS变换、高通滤波（HPF）、Gram-Schmidt和Pansharp七种不同的方法进行了融合，并对融合结果进行了定性和定量的比较，通过比较发现，Gram-Schmidt和Pansharp融合模型效果最为理想。之后又分别对融合影像进行了不同的增强处理，通过对比试验得知，灰度拉伸、高通滤波、锐化是较为有效的增强方法。概括了图像分类的一般原理和过程，介绍了常用的分类方法，并采用图像阈值化分割分别对积水塌陷盆地、崩塌和崩滑进行了信息提取，效果比较理想。总结了塌陷坑、地裂缝、滑坡及崩塌等在遥感影像上的直接和间接解译标志，在此基础上，选择河南新密米村煤矿和神府大柳塔煤矿进行了塌陷地遥感识别，并结合相关资料对识别结果进行了评价，积水塌陷盆地遥感识别简单易行，而地裂缝只有在规模较大、植被覆盖度较低时才会在IKONOS，QuickBird这类高分辨率影像上有所反映。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1论文的选题背景及研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1国外采空塌陷区遥感识别技术研究现状

1.2.2国内采空塌陷区遥感识别技术研究现状

1.2.3我国采空塌陷区遥感识别技术存在的问题

1.3研究内容

1.4研究方法及技术路线

1.4.1研究方法

1.4.2技术路线

2采空地面塌陷特征及成因浅析

2.1采空地面塌陷主要表现形式及特征

2.2采空地面塌陷成因浅析

2.2.1覆岩移动破坏规律

2.2.2地表移动破坏规律

2.2.3不同类型塌陷的成因

2.3本章小结

3数据源选择及图像处理研究

3.1常用地球资源卫星及其图像特性

3.1.1美国陆地卫星Landsat

3.1.2法国SPOT卫星

3.1.3中巴卫星CBERS

3.1.4高空间分辨率卫星IKONOS

3.1.5高空间分辨率卫星QuickBird

3.2数据源选择

3.3遥感图像预处理

3.3.1概述

3.3.2常用融合方法概述

3.3.3遥感影像融合质量评价

3.3.4融合实验与结果分析

3.4遥感图像增强处理

3.4.1常用增强方法介绍

3.4.2增强方法对比实验

3.5本章小结

4图像分类及信息提取方法研究

4.1图像分类

4.1.1图像分类的一般原理与过程

4.1.2图像分类方法

4.1.3实验结果及评价

4.2塌陷地目视解译标志

4.2.1直接标志

4.2.2间接标志

4.3本章小结

5应用研究

5.1新密米村矿积水塌陷盆地遥感识别

5.1.1研究区概况及地面塌陷现状

5.1.2塌陷地遥感识别

5.1.3结果及评价

5.2大柳塔煤矿地裂缝遥感识别

5.2.1研究区概况及地面塌陷现状

5.2.2塌陷地遥感识别

5.2.3结果及评价

5.3本章小结

6结论

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录 硕士研究生期间发表的论文及硕士研究生期间参与的科研项目