Geoeye-1数据在矿区地质灾害调查中的应用研究

论文摘要

我国是采矿大国,由于多种原因,其工程活动引发了大量的地质灾害,曾多次造成重大的生命财产损失和各种威胁。如何利用最新的方法手段,研究并改进遥感技术在矿区地质灾害调查过程中存在的基本技术问题,是对地质灾害遥感调查工作的有力支持。本文在总结分析前人研究成果的基础上,系统开展了遥感影像处理及信息提取方法研究,并提出如下技术方法新思路:1、针对研究区地形图控制点选取困难的特点,本文对区内DEM进行了深入挖掘,通过参照Geoeye-1数据成像的时间和太阳高度角,对试验区的地形地貌进行模拟,并通过色彩贴膜,生成研究区模拟DOM。将DOM作为基准影像选择控制点,从而实现校正,校正结果具有较高的精度。2、在现有常规滤波算法基础上,引入“周边域”概念。使滤波器在滤波计算之前能够对影像的“内部”和“边缘”进行识别,从而达到对“内部”和“边缘”分别进行平滑和锐化的效果。初步平衡了常规算法中边缘增强和平滑滤波的矛盾。滤波效果有一定的改善。3、结合Geoeye-1数据自身的特点,对比分析了PCA融合和小波融合的互补优势。通过试验,对两种方法进行了整合。形成了以PCA融合为基本骨架,小波融合辅助增强波谱的融合方案。融合结果在保持原PCA融合清晰度的基础上,还在一定程度上增强了信息量。4、在常规面向对象分类过程中,有机结合了决策树分类和GIS叠加分析技术,从而在分类过程中逐步实现了“非感兴趣区域分离”、“多元分类空间构建”和“面向对象最终分类”。使得分类过程更加清晰,目标提取依据更加充分,提高了信息自动提取的精度。在上述分析和理论方法的基础上,在北京西山选择了试验区,采用Geoeye-1数据开展了影像处理和矿区地质灾害信息提取试验,取得了较好的精度。在一定程度上证明了本文方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景与研究意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 国内外遥感技术发展现状
• 1.2.2 国外地质灾害遥感研究现状
• 1.2.3 国内地质灾害遥感研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 技术路线与研究思路
• 第2章 Geoeye-1 影像特征分析及技术方法研究
• 2.1 Geoeye-1 数据特征
• 2.1.1 Geoeye-1 数据光谱特征
• 2.1.2 Geoeye-1 数据几何特征
• 2.2 常规技术方法
• 2.2.1 辐射校正方法
• 2.2.2 正射校正方法
• 2.2.3 常用数据增强方法
• 2.2.4 人机交互解译方法
• 2.2.5 信息自动提取方法
• 2.3 技术方法新思路
• 2.4 本章小结
• 第3章 遥感影像处理
• 3.1 数字基础
• 3.2 研究区概况
• 3.3 Geoeye-1 数据辐射校正
• 3.4 Geoeye-1 数据正射校正
• 3.4.1 校正控制点选取
• 3.4.2 正射校正及精度评价
• 3.5 Geoeye-1 数据图像增强
• 3.5.1 对比度变换
• 3.5.2 空间滤波
• 3.5.3 影像融合
• 3.6 本章小结
• 第4章 解译标志建立及人机交互解译
• 4.1 三维可视化及解译标志建立
• 4.1.1 研究区三维模拟
• 4.1.2 地质灾害解译标志建立
• 4.2 人机交互解译
• 4.3 地质灾害信息实地验证
• 4.4 本章小结
• 第5章 地质灾害信息自动提取方法研究
• 5.1 图像分割
• 5.1.1 崩塌、滑坡分布试验区
• 5.1.2 地面塌陷分布试验区
• 5.2 传统图像分类
• 5.3 面向对象分类
• 5.3.1 图像分块方法研究
• 5.3.2 分类方法研究
• 5.3.3 研究区面向对象分类试验
• 5.4 信息自动提取精度评价
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献