本文關(guān)鍵詞：基于傾斜攝影三維影像的建筑物震害提取研究

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【摘要】：低空無人機(jī)遙感系統(tǒng)具有機(jī)動性、靈活性、便捷性,可以較低的成本快速獲取區(qū)域高分辨率影像,尤其在地震發(fā)生后,災(zāi)區(qū)受災(zāi)嚴(yán)重、人員無法進(jìn)入,通過操控?zé)o人機(jī)采集災(zāi)區(qū)影像,為災(zāi)情分析提供第一手資料,在航空攝影和震害分析中發(fā)揮著越來越重要的作用。精確的建筑物震害評估對地震應(yīng)急、救災(zāi)、經(jīng)濟(jì)損失評估有著重要的作用,而傳統(tǒng)的正射遙感影像僅能在垂直視角進(jìn)行分析,無法獲取建筑物的高度、墻體結(jié)構(gòu)、外墻裂縫等信息,因此基于正射遙感影像提取建筑物震害的發(fā)展受到制約。結(jié)合傳統(tǒng)航空攝影技術(shù)和數(shù)字地面采集技術(shù),機(jī)載多角度傾斜攝影技術(shù)應(yīng)運而生,通過在同一飛行平臺上搭載多臺或多種傳感器,同時從多個角度采集建筑物側(cè)面和頂部影像,建模形成的高精度三維影像解決了正射影像只能從垂直視角進(jìn)行分析的局限性。本文采用無人機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)采集的2014年8月3日云南魯?shù)?.5級地震震后影像,結(jié)合建模技術(shù)生成高分辨率的三維影像、數(shù)字表面模型(Digital Surface Model,DSM),研究傾斜攝影技術(shù)以及二維遙感影像提取建筑物震害的方法。本文采取降維手段將三維模型對應(yīng)的紋理影像導(dǎo)出,結(jié)合面向?qū)ο蠓ㄌ崛』炷两Y(jié)構(gòu)外墻及裂縫,并根據(jù)《建(構(gòu))筑地震破壞等級劃分(GB/T24335-2009)》,對提取的結(jié)果進(jìn)行分析,判定建筑物震害程度。本文結(jié)合研究傾斜攝影處理技術(shù)生成的DSM影像數(shù)據(jù)特點和傳統(tǒng)手段基于DSM影像提取建筑物的研究方法,采取將DSM影像轉(zhuǎn)化成DSM深度影像和歸一化DSM影像(n DSM)兩種方式,對同一區(qū)域建筑物進(jìn)行實驗提取,并對提取結(jié)果進(jìn)行精度評價�；贒SM影像提取建筑物的研究表明,在地形起伏較大的區(qū)域,采取歸一化DSM影像提取建筑物精度更高。因此,本文基于歸一化DSM影像通過設(shè)置不同的高度閾值提取未倒塌建筑物,再根據(jù)倒塌率公式分析該區(qū)域的倒塌情況。我國是一個地震災(zāi)害嚴(yán)重的國家,地震發(fā)生后,建筑物震害對烈度判定和建筑物易損性矩陣、人員傷亡易損性矩陣的修正等影響巨大。無人機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)可以從多角度采集建筑物影像,通過傾斜攝影建模技術(shù)生成高空間分辨率的三維影像,基于三維影像提取震后建筑物震害、倒塌率在一定程度上探索了傾斜攝影三維影像的應(yīng)用方向,同時提取建筑物震害對地震烈度評定、現(xiàn)場應(yīng)急以及災(zāi)害、傷亡、經(jīng)濟(jì)損失評估等具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：傾斜攝影 三維模型 建筑物震害提取 DSM影像 倒塌率
【學(xué)位授予單位】：中國地震局地震預(yù)測研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P231;P315.9
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 研究目的和意義10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 基于三維影像提取建筑物震害的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 基于DSM影像提取建筑物的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.3 基于遙感影像提取建筑物倒塌的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 論文的主要內(nèi)容15-17
• 第二章 無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)17-37
• 2.1 傾斜攝影技術(shù)的發(fā)展18-19
• 2.2 無人機(jī)傾斜攝影數(shù)據(jù)采集19-23
• 2.3 傾斜攝影三維建模技術(shù)23-25
• 2.3.1 空中三角測量24
• 2.3.2 多視影像密集匹配24-25
• 2.3.3 自動紋理映射25
• 2.4 傾斜攝影生成數(shù)據(jù)25-26
• 2.5 三維影像建筑物震例分析26-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第三章 基于三維影像提取建筑物震害37-59
• 3.1 遙感技術(shù)在震害識別中的研究37-38
• 3.1.1 目視判讀震害37
• 3.1.2 像素法提取震害37-38
• 3.1.3 面向?qū)ο蠓ㄌ崛≌鸷?/span>38
• 3.2 建筑地震破壞等級劃分38-39
• 3.3 基于三維模型提取建筑物震害39-45
• 3.3.1 影像分割41-43
• 3.3.2 影像分類43-45
• 3.4 實驗與結(jié)果45-57
• 3.4.1 分割45-46
• 3.4.2 分類提取46-57
• 3.5 本章小結(jié)57-59
• 第四章 基于DSM影像提取建筑物59-80
• 4.1 DSM深度影像提取建筑物的研究59-69
• 4.1.1 DSM深度影像處理60
• 4.1.2 DSM深度影像閾值分割60-61
• 4.1.3 實驗分析61-69
• 4.2 歸一化DSM影像提取建筑物的研究69-74
• 4.2.1 n DSM影像處理70-71
• 4.2.2 實驗分析71-74
• 4.3 精度評估74-76
• 4.4 基于歸一化DSM影像提取沙壩村建筑物76-78
• 4.5 本章小結(jié)78-80
• 第五章 基于DSM影像分析建筑物倒塌率80-86
• 5.1 遙感影像提取建筑物震害方法研究80
• 5.2 DSM影像提取建筑物震害80-81
• 5.3 實驗與結(jié)果81-85
• 5.3.1 歸一化DSM影像處理81-82
• 5.3.2 基于高度閾值提取未倒塌建筑物82-84
• 5.3.3 倒塌率評估84-85
• 5.4 本章小結(jié)85-86
• 第六章 總結(jié)與展望86-88
• 6.1 結(jié)論86-87
• 6.2 存在的問題和進(jìn)一步的研究方向87-88
• 參考文獻(xiàn)88-94
• 致謝94-95
• 作者簡介95

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本文編號：1123838