建筑物震害遙感影像面向?qū)ο笞兓瘷z測(cè)研究
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【摘要】：地震突發(fā)后,對(duì)建筑物震害信息的準(zhǔn)確、快速檢測(cè)和震害程度的有效判定是災(zāi)害應(yīng)急和決策救援等工作的重要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵依據(jù)。隨著高分辨率遙感對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展,使得遙感震害信息的獲取方式進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段,為地震應(yīng)急救援提供了一種快速而經(jīng)濟(jì)的評(píng)估途徑。本文以“準(zhǔn)確、高效、快速地檢測(cè)建筑物震害變化信息”為目標(biāo),根據(jù)對(duì)目前研究中存在問(wèn)題的分析,在現(xiàn)有變化檢測(cè)方法基礎(chǔ)上,提出一套針對(duì)高分辨率遙感影像建筑物震害信息面向?qū)ο蟮淖兓瘷z測(cè)技術(shù)流程,通過(guò)對(duì)各關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行不同程度的改進(jìn)和創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑物震害準(zhǔn)確而有效的提取以及程度的定量分級(jí)。主要研究成果和創(chuàng)新包括:(1)針對(duì)現(xiàn)有遙感影像分割對(duì)象特征信息利用不足、尺度參數(shù)確定耗時(shí)且過(guò)多依賴經(jīng)驗(yàn)等問(wèn)題,提出一種多特征聯(lián)合的遙感影像分割方法。通過(guò)改進(jìn)快速掃描算法(FSAM)構(gòu)建初始化過(guò)分割基元,綜合利用影像光譜、形狀特征的同時(shí)引入紋理結(jié)構(gòu)特征共同度量各區(qū)域間異質(zhì)性。采用一種模糊邏輯分析法(FbSP),依據(jù)選定目標(biāo)分割樣本的特征指標(biāo)對(duì)待分割影像進(jìn)行有監(jiān)督訓(xùn)練,通過(guò)自動(dòng)迭代推算最佳分割參數(shù)。在提高分割參數(shù)選擇效率的同時(shí)得到了更符合地學(xué)常識(shí)表達(dá)的準(zhǔn)確、合理且客觀的分割結(jié)果。實(shí)驗(yàn)證明本方法在保持小尺寸目標(biāo)基元不被錯(cuò)誤合并的同時(shí)更好的保留了大尺寸目標(biāo)基元描述的完整性,使得建筑物邊緣信息更加顯著,區(qū)域輪廓邊界更緊湊,驗(yàn)證了本文提出方法的有效性和準(zhǔn)確性。(2)針對(duì)傳統(tǒng)面向?qū)ο笞兓瘷z測(cè)技術(shù)采用單一分類器提取地表復(fù)雜場(chǎng)景的變化信息而未考慮不同分類器對(duì)異種地物分類性能存在差異的問(wèn)題,提出一種多分類器集成的變化檢測(cè)系統(tǒng),包含一種新的樣本選擇方法和一個(gè)多分類器系統(tǒng)。采用雙閾值(DT-CVA)門限取代傳統(tǒng)單閾值進(jìn)行樣本選擇,獲得分布更為均勻且客觀的訓(xùn)練樣本;通過(guò)多源特征提取、選擇和集成提升了多分類器系統(tǒng)的性能,并利用隨機(jī)子空間識(shí)別技術(shù)集成極限學(xué)習(xí)機(jī),多項(xiàng)邏輯回歸和K最鄰近模型對(duì)分類器集成系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建,采用逐層判別的方式對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行融合,利用遙感影像分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等多項(xiàng)指標(biāo)對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)價(jià),最終輸出建筑物震害信息。研究以玉樹(shù)為典型震例進(jìn)行實(shí)驗(yàn),小區(qū)域內(nèi)變化檢測(cè)精度最高達(dá)到88.45%,Kappa系數(shù)為0.8411,玉樹(shù)縣結(jié)古鎮(zhèn)城區(qū)變化檢測(cè)精度可達(dá)87.2%。證明本文方法能夠彌補(bǔ)單一數(shù)據(jù)源分類上的不足,實(shí)現(xiàn)分類器間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),提高了分類精度;(3)針對(duì)地震災(zāi)害發(fā)生后,主、被動(dòng)遙感數(shù)據(jù)匯集的情況以及對(duì)建筑物震害信息的成像、灰度、紋理及統(tǒng)計(jì)量等特征的綜合分析,提出一套基于多源遙感數(shù)據(jù)面向?qū)ο笞兓瘷z測(cè)技術(shù)的建筑物震害信息定量分級(jí)處理流程。分別將基于單獨(dú)SAR強(qiáng)度相關(guān),紋理相關(guān)及本文方法得到的多源建筑物震害變化檢測(cè)結(jié)果輸入定量分級(jí)模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物震害程度的定量分級(jí)。實(shí)驗(yàn)得到三種方式分級(jí)精度分別為70.5%,76.7%和86.4%。結(jié)果表明,本文的震害定量分級(jí)流程能夠有效用于震害損失評(píng)估,同時(shí)輔助為地震應(yīng)急救援提供定性和定量且直觀的決策依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P315.9;TP79
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，本文編號(hào)：1285196
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