高分辨率卫星遥感影像在城市震害预测中的应用研究

论文摘要

随着城市化程度的提高,人口密度的增大,地震灾害对人类的危害也变得越来越大,因而做好建筑物震害预测工作具有非常重要的现实意义。然而到目前为止,对于建筑物震害预测的研究都是基于人工调查建筑物信息基础上的。这种传统的信息获得方法费时费力,而且数据获取周期长,无法保证数据的时效性。近年来,随着遥感技术的发展,尤其是高分辨率民用遥感卫星的成功发射和应用,使得利用遥感技术进行地震震害预测成为可能。本文对高分辨率遥感影像在城市震害预测中的应用做了相应研究。通过本文的研究发现,高分辨率遥感影像中城市建筑物清晰可见,建筑物的阴影光谱特征明显而且统一,而建筑物的阴影能够反应建筑物的三维信息。因此,本文提出了一种利用高分辨率遥感影像中建筑物的阴影来提取建筑物的三维属性的方法,并在此基础上对一个试验区进行了震害预测。第一章首先阐述了地震的危害性,提出震害预测工作的重要性,然后结合遥感技术的发展状况和震害预测工作现状指出了高分辨率遥感影像应用于城市震害预测的必要性和可行性;第二章则简要回顾了遥感技术的特点、发展历程和遥感技术在城市中的应用现状;第三章阐述了遥感应用于城市震害预测的重要基础工作,即遥感图像信息的提取技术,分析归纳了当今主要的遥感图像信息提取技术;第四章首先对高分辨率遥感影像的特点作了分析,其次提出了基于高分辨率遥感影像的建筑物的提取原理和方法,并利用一幅试验区的遥感影像,运用基于样本的计算机分类方法阐明了对建筑物阴影的提取过程。在阴影长度的计算方法上,提出运用阴影矢量本身来分割阴影投射方向直线的方法。该法避免了大量参数的运用,在缺乏相关遥感图像参数的情况下可以快速确定阴影的长度;第五章选取了上海市宝山区顾村部分街区的遥感影像作为试验数据,运用本文提出的方法,实现了对试验区在不同地震烈度下的震害预测。其结果基本能满足城市制定相关防震减灾规划的参考需求,具有实际应用价值。最后,总结了本文的工作,并就进一步工作的方向进行了简要的讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 地震的危害和震害预测
• 1.2 高分辨率遥感影像应用于城市震害预测的可行性和必要性
• 1.3 研究现状
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 遥感及遥感在城市中的应用
• 2.1 遥感的概念、系统构成及其特征
• 2.1.1 概念
• 2.1.2 遥感系统
• 2.1.3 遥感分类
• 2.1.4 遥感技术的特点
• 2.2 遥感的发展历程和发展前景
• 2.2.1 遥感的发展历程
• 2.2.2 遥感技术的发展前景
• 2.3 遥感在城市中的应用
• 2.3.1 城市生态环境调查中的应用
• 2.3.2 城市规划中的应用
• 2.4 本章小结
• 第三章 遥感图像信息提取
• 3.1 目视判读
• 3.1.1 遥感影像目视判读原则
• 3.1.2 遥感影像目视判读方法
• 3.2 计算机信息提取
• 3.2.1 自动分类
• 3.2.2 图像分割
• 3.3 本章小结
• 第四章 高分辨率遥感影像中的建筑物信息提取
• 4.1 高分辨率遥感影像
• 4.1.1 目前世界主要高分辨率遥感卫星
• 4.1.2 高分辨率卫星遥感影像的特点
• 4.2 建筑物信息提取原理和方法
• 4.3 阴影提取
• 4.3.1 阴影提取技术研究现状
• 4.3.2 阴影提取过程
• 4.4 建筑物提取
• 4.5 提取精度分析评价
• 4.5.1 数据验证
• 4.5.2 误差因素分析及精度评价
• 4.6 本章小结
• 第五章 基于高分辨率遥感影像的震害预测和应用——以上海市宝山区顾村镇部分街区为例
• 5.1 震害预测研究现状
• 5.1.1 震害预测的发展历程
• 5.1.2 常用震害预测方法评述
• 5.2 基于高分辨率遥感影像的震害预测模型
• 5.2.1 基于高分辨率遥感影像震害预测的技术流程
• 5.2.2 建筑物矢量图及属性表
• 5.2.3 试验区建筑物三维重建
• 5.2.4 试验区分区及数据统计
• 5.2.5 结构易损性分类及震害矩阵
• 5.2.6 建筑物破坏预测模型
• 5.3 基于高分辨率遥感影像的震害预测结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 进一步工作的方向
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果