滑坡高分辨率遥感多维解译方法及其应用

目的:高分辨率遥感影像技术的发展使得对于地质灾害体的要素组成、形态结构的遥感解译成为可能。目前,遥感影像解译存在着过度依赖影像色彩、纹理、阴影等光学要素,片面追求影像解译标志,DEM数据利用程度低,对基于DEM、GIS的影像复合分析、空间分析、3D可视化等技术方法的应用较少等问题。方法：本文以灾前灾后高精度DEM和高分辨率遥感影像为基础,探讨了地质灾害滑坡的一维、二维、三维三种遥感解译方法,分析了三者之间的互补关系,并应用三种遥感解译方法对贵州关岭“6.28”特大滑坡进行了遥感解译分析,文章最后对有关滑坡多维遥感解译方法体系的建立进行了讨论。结果：研究结果表明：滑坡高分辨率遥感多维解译方法中,一维高程曲线计算、二维影像对比分析、三维场景精细解译分别属于滑坡遥感解译的初判方法、动态分析方法、定量计算方法;结论：其中,一维高程曲线计算为滑坡遥感的二、三维解译提供了有关滑坡崩塌区、滑坡区、堆积区的可能分区参考框架,而二维影像对比分析向三维场景精细解译的发展则体现了以人机交互方式为主要手段的滑坡高分辨率遥感影像解译由定性监测向定量计算的发展。     

OLI数据和数字高程模型相结合的断裂信息提取

为了提高遥感影像地质解译的精度,提出了一种基于Landsat-8OLI遥感数据和ASTER GDEM地形数据人机互译的线性构造信息提取的方法。以ArcGIS为平台,采用OLI和DEM数据叠合人机交互解译技术,结合区域地质资料,开展昌都地区地质构造遥感解译研究;采用影像增强处理、山体阴影分析、坡度分析和三维可视化等处理手段,在OLI数据融合和DEM数据三维叠加图像上建立断裂构造判读标志,有效地提高了地质解释的精度。通过线性构造专题信息提取,解译出本区70余条断裂构造。根据地震地质报告和地质图查证,遥感解译结果与现有地质资料吻合度较高。一些断裂构造在遥感影像上表现明显,但在现有区调成果中未被发现,建议在以后的工作中应引起充分的重视。     

遥感技术在抗震救灾中发挥作用

四川汶川8．0级特大地震灾害之后,根据国土资源部开展抗震救灾防灾工作的指示,充分发挥遥感技术优势,中国国土资源航空物探遥感中心迅速做出部署,利用各种航天影像数据和航空摄影手段,组织技术人员解译航天遥感影像数据、航空影像数据,向国土资源部提交一批最新震后灾区遥感影像图和解译结果。解译内容包括十五个重点灾区县市的房屋毁损、道路堵毁、河流堵塞、地质灾害（崩塌、滑坡、泥石流）、次生地质灾害及潜在地质灾害。     

SPOT-5卫星影像数据在煤矿矿区地面塌陷调查中的应用

煤矿矿区采煤地面塌陷随着时间日趋严重，面积不断扩大，兼有渐变和突变的特点，常规方法定点观测难以适应其发展，确定其边界分布非常困难。SPOT-5影像数据具有较高的分辨率，本文应用该卫星影像数据，以新疆米泉县铁厂沟煤矿矿区为例，通过已知塌陷区的基本特点，建立塌陷区的遥感影像地物解译标志体系，通过人机交互遥感影像解译，固定地面塌陷的边界并获得塌陷区的有关数据，为该地区环境地质灾害治理提供依据。     

基于Worldview\|Ⅱ遥感影像的西藏改则地区断裂构造解译研究及应用

提出一种Worldview-Ⅱ遥感影像数据图像处理的方法,并利用高分辨率Worldview-Ⅱ遥感影像数据进行断裂构造解译。结合ETM+遥感影像和已有构造模型,辅助地形地貌特征分析,首次对高海拔、地面工作部署困难的西藏改则附近区域进行了大范围、精细的构造解译工作。结果表明,Worldview-Ⅱ遥感影像数据在构造解译方面具有分辨率高、准确有效的特点。根据解译结果得知,研究区在南北向最大主应力(S1)与东西向最小主应力(S3)的应力模式下,东西向逆冲断层、南北向正断层及北东或北西向走滑断层组合出现,并共同实现研究区内的南北向缩短和东西向伸展。区内的地形地貌总体上都受到构造控制,最为显著的表现包括:①热拉错发育在由南北向正断层所产生的地堑构造之上;②吓嘎错为北西走向右行走滑断裂尾端走向偏转所产生的拉分盆地;③改则洪积扇平原的发育受北东走向张扭性左行走滑断层控制。     

费尔干纳断裂两侧成矿差异性遥感地质分析

针对南天山成矿带费尔干纳断裂两侧成矿作用的差异性,该文利用遥感技术的优势,结合前人研究成果,通过ETM图像遥感解译,对比分析了研究区内的地形地貌特征、各类地质体影像特征。结果表明,费尔干纳断裂两侧呈现为两个截然不同的影像景观区,影像特征差异十分明显,应分属乌拉尔—蒙古造山系和土兰地块。两者的基底构造、地层、构造、侵入岩展布格局均有所不同,正是这一古格局导致了南天山东西两侧影像景观、成矿作用和现今地形地貌上的差异。     

RS在矿山动态监测中的应用——以新疆稀有金属矿集区为例

研究了利用遥感技术开展矿山动态监测的方法与技术路线,即通过遥感图像的信息提取、解译,结合实地调查,对矿山开发状况和矿山生态环境进行客观的反映。通过对比分析不同时相遥感数据的解译结果,指出工作区存在部分违规采矿行为,很好地实现了对本区采矿行为及影像的动态监测。     

资源三号卫星在地质灾害调查中的应用对比——以宝鸡黄土区为例

针对我国地质灾害遥感调查工作对国产卫星数据使用不足的现象,该文以宝鸡黄土区为试验区,通过测试国产资源三号卫星(简称ZY-3)与国外卫星应用于地质灾害遥感调查时表现出的数据质量、成图比例尺精度、灾害体解译效果以及灾害体解译精度等指标要素,客观评价资源三号卫星数据的优略性,为今后国产卫星在地质灾害中的使用与推广提供有效依据。结果表明:国产ZY-3卫星数据质量主客观评价结果基本一致,数据质量为良;灾害体解译的最大成图比例尺可达1∶25 000,能够有效保障黄土区大、中型灾害体的遥感精确识别。同时,1∶25 000比例尺下的灾害体目视解译中,资源三号数据的解译总体精度可达74.6%,而国外数据(WorldView-2与QuickBird-2镶嵌影像)解译总体精度为79.4%,表明国产数据基本可替代国外数据。但是,在1∶1万比例尺度,ZY-3数据在清晰度、色彩、对比度方面仍然劣于国外WorldView-2数据,融合结果的定量分析比较也表明WorldView-2在客观指标上优于资源三号。作为自主发射的国产高分卫星,资源三号卫星实时数据充足,数据性价比高,是今后开展中、小比例尺地质灾害遥感调查的理想数据之一。     

典型地质灾害遥感应急调查研究

采用多源遥感影像数据,以平武县为例,进行了地质灾害调查分析,弥补了单一数据源信息提取能力的不足,尤其是在云、雨等气候恶劣条件下,无法清晰获得光学图像的时候,雷达影像可以提供丰富的可用信息,解译效果较好,这对加快应急信息化建设,减灾救灾业务具有重要借鉴意义。     

基于Web和IDL的遥感信息提取系统开发

提出了以IDL语言与ASP．NET技术相结合的技术方案,以构建基于Web的遥感信息提取系统。通过IDI。语言调用ENVI二次开发函数库,实现遥感专题信息提取;在分析IDL与ASP．NET环境下的C#语言的数据传输机制的基础上,通过实例程序实现了Web环境下遥感信息的提取与可视化,并能通过网络下载遥感影像数据以及生成遥感信息文件。     

甘肃北山白峡尼山地区多源遥感岩性制图研究

甘肃北山地区地质构造复杂,岩浆活动强烈,该区工作程度较低,已有1：20万、1：5万地质图对区内岩性（如中酸性侵入岩）圈定较为笼统,且界线不够准确。以甘肃北山白峡尼山地区为研究区,利用彩色空间变换（IHS）、Brovey等方法对ETM多光谱图像与资源三号（ZY3）全色波段高分辨率图像进行空间分辨率融合,获得兼具ETM光谱分辨率与资源三号空间分辨率之长的高分辨率图像。再对原始影像进行比值、主成分分析及假彩色合成等增强处理,突出其岩性差异,将各种方法处理的影像与数字高程模型（DEM）数据结合构建三维影像,进行综合解译。对解译结果进行野外验证、样品薄片鉴定及反射光谱特征分析,据此对结果进行修正,获得了研究区遥感解译地质图。结果表明：对于西部基岩露头较好地区,利用多源遥感数据融合可更新现有地质图,为后续填图、找矿工作提供参考。     

TM与ETM影像融合用于地质构造解译

多源遥感影像数据融合是一种通过高级影像处理技术来复合多源遥感影像的技术，其目的是将单一传感器的多波段信息和不同传感器提供的信息加以综合，以提高获取信息的有效性和准确性，解译的可靠性，以及形成对目标的完整一致的描述。本采用TM与ETM经图像处理和融合，用于对地质构造解译，取得良好效果。     

用于遥感图像人造目标识别的三维建模方法研究

该文研究了用于遥感图像人造地物目标识别的三维建模方法,文中分析了识别任务的特点,比较了一般的建模方法,介绍了一种基于广义锥思想的几何表示方法,并利用面向对象的技术来表示模型内部数据及其操作。     

基于OpenGL实现真实感地形表现的研究

三维真实感图形是科学可视化、计算机动画、虚拟现实的技术核心,也是时空一体化地理信息系统的关键技术,而OpenGL又是目前最新的三维图形国际标准,为了实现地形的真实感显示,讨论了三维真实感地形表现在OpenGL支持下的地形模型映、遥感影象与地形的融合、专题信息与地形的融合、以及动画与虚拟现实等技术实现方法,并在荆江分洪区洪水演进模拟系统等开发中得到应用。     

基于osgEarth的三维虚拟校园可视化

针对校园环境情况复杂,模拟困难等问题,本文运用osgEarth三维地理信息系统实现虚拟校园的建设和功能开发。以南昌航空大学前湖校区为例,选择建模精度高的MultiGen Creator作为建模工具进行三维场景模型的创建,利用具有分析功能的osgEarth作为仿真平台进行特定功能的二次开发。通过建立数字地球,使用遥感影像数据、高程数据和三维模型数据实现南昌航空大学前湖校区三维虚拟场景的可视化及功能构建。该技术在学校的招生就业、宣传教育、对外交流等方面具有重要作用。     

波段排序的高光谱影像3维混合树编码方法

目的 高光谱影像压缩的关键技术是对空间维和光谱维的去相关性。根据高光谱影像数据结构的特点,如何有效去除其空间相关性与谱间相关性是高光谱影像压缩中至关重要的问题。对高光谱影像进行编码时,3维小波变换是极为有效的去除冗余的方法。因此提出了一种通过波段排序并结合3维混合树型结构对高光谱影像3维小波变换系数进行编码的算法。方法 首先,将高光谱影像按照自然波段顺序进行波段分组,并对每组影像进行相邻影像的谱间相关性统计;其次,对相关性较弱的波段组,建立以影像波段序号为顶点、影像相关性系数为边的完全图,对这个完全图求其最大汉密尔顿回路。按照求得的最大汉密尔顿回路顺序对该波段组进行重新排序,从而提高波段组的谱间相关性;在此基础上,对重新排序后的波段组进行3维小波变换,并通过3维混合树结构对3维小波变换系数进行零树编码。结果 通过对大量AVIRIS型高光谱影像数据的仿真实验,验证了本文方法的有效性。对相关性较低的波段组,加入排序算法后,其解码影像与未排序时比,峰值信噪比有了一定的提高。通过实验统计,算法平均用时2.7579s。结论 由于采用了对弱相关性波段组的重新排序机制,使得基于混合树结构的3维零树编码出现了更多有效的零树,在一定程度上提高了编码效率。通过实验统计算法用时,表明该方法以较小的时间代价获得了解码效果的提升。     

典型地震次生地质灾害多光谱遥感影像特征图谱研究

为从地质灾害多光谱遥感影像资源中挖掘有用的信息,形成标准化、定量化的地质灾害遥感判读知识,进行地震次生地质灾害遥感影像特征图谱研究。以"5·12"汶川地震重灾区地震次生地质灾害滑坡、碎屑流和崩塌为例,首先提取灾害体单元的遥感影像,选取其光谱、纹理和色彩方面的20种遥感影像特征参数并统计参数值;然后对特征参数进行归一化处理,并通过主成分分析得到利用第一、第二、第三主成分表达的各类地震次生地质灾害的影像特征图谱。经过测试样本验证,上述几类图谱可表征相应地震次生地质灾害类型的影像特征。揭示了不同类型地震次生地质灾害遥感影像特征之间的关系,并为遥感影像中灾害体的识别提供了定量化和可视化的知识。     

矿区遥感图像去噪方法研究

去噪是矿区遥感图像得以有效应用的重要预处理步骤。现有的基于统计、基于域变换、基于学习等遥感图像去噪方法普遍存在细节过度平滑、纹理保持不足等问题。基于引导滤波良好的边缘保持特性,提出了迭代引导滤波方法,通过对残差信息进行引导映射,并迭代进行引导滤波及超参数收缩,增强了遥感图像边缘特征提取效果;将迭代引导滤波与传统的小波软阈值、非局部均值(NLM)滤波、三维块匹配(BM3D)滤波等去噪方法结合,有效提高了传统方法的峰值信噪比,其中NLM滤波、BM3D滤波的去噪性能提升效果最明显;将迭代引导滤波与BM3D滤波融合,通过BM3D滤波初步获取去噪图像,得到残差数据,然后采用迭代引导滤波对残差数据进行处理,在提升图像去噪效果的同时,很好地保持了图像细节特征;将迭代引导滤波与BM3D滤波融合方法用于矿区遥感图像的煤矸石场识别及滑坡区域边缘识别,取得了较好的效果。     

基于ASTER数据对中非裂谷系东部地表构造解释及油气信息提取

获取Doseo盆地和Salamat盆地ASTER遥感数据进行预处理,利用波段比值法及主成分分析法提取粘土蚀变、碳酸盐岩蚀变、铁离子（Fe²⁺、Fe³⁺）蚀变等异常信息,圈定遥感异常区。异常解译显示,异常区域主要分布在Salamat盆地和Doseo盆地西南侧,异常强度以一级为中心向四周扩散。高渗漏区粘土矿物蚀变异常极为明显,其次为碳酸盐岩异常,铁离子蚀变异常最不明显。地表地质解释表明,中非剪切带为右行走滑断裂,断裂两侧发育与主断裂斜交的雁列式断层或褶皱,主剪切带在宏观影像上呈反“S”形,走向北东,断层转折部位为松弛拉伸区域,形成Salamat和Doseo拉分盆地,盆地内部发育大量扭张类构造样式。异常区域与断裂分布的对应关系较好,指示油气渗漏受断裂控制,断裂带为油气渗漏提供通道,使地表油气异常信息较为明显。该研究为中非裂谷系油气勘探提供参考。     

基于ZY3数据的南水北调西线生态遥感调查研究

国产ZY3高分辨率卫星数据在国土资源管理方面已经有较广泛的应用,通过对ZY3数据的处理和信息自动提取,可获取南水北调西线工程沿线的土地利用及植被群落分布状况。通过本次遥感解译流程,克服卫星时相、区域地貌差异等问题,形成适用于ZY3卫星遥感影像生态遥感解译的流程,与传统的生态遥感解译方法相比,不仅成本低,而且工期短,可为大区域性生态遥感解译提供依据。