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基于遥感技术的2003年2月24日新疆巴楚地震震害快速评估

作　者: 李萍
导　师: 陶夏新
学　校: 中国地震局工程力学研究所
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 震害快速评估遥感图像震害样本信息配准灰度匹配变化检测纹理特征
分类号: P315
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 334次
引　用: 7次
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内容摘要

地震是危及人民生命财产的突发式自然灾害，一次破坏性地震往往在极短时间内造成十分严重的灾害损失和人员伤亡，政府、科学家、公众都希望尽快地了解地震造成破坏的范围和震灾的严重程度，这也是有效地组织救灾和震后恢复重建的重要依据。遥感图像获取快速，反映客观世界全面、直观，为震害快速评估提供了一种新的信息源。利用遥感数据评估震害，方便、迅速、效率高，一直是防灾减灾领域和遥感应用技术领域研究人员共同关注的问题。经历了初期目视判读阶段后，随着数字图像处理技术的快速发展和遥感数据空间定位精度的提高，基于遥感图像数字处理技术的地震灾害快速评估方法取得了可喜的进展。最近发表的根据遥感图像变化检测和数字特征评估震害的方法，仍处在研究阶段，推进的瓶颈原因之一是尚缺少足够多震例检验。可以预期，在大量实例检验中，会发现一些新问题、提出一些新改进。本文利用SPOT卫星在2003年2月24日新疆巴楚-伽师地震发生前、后获取的遥感图像，完成了变化检测和图像纹理特征的提取，经与震后地面震害调查的详细数据对照，初步建立了震害评估的概率模型，实现了一次震例的检查、验证。首先，论文归纳了2003年2月24日新疆巴楚-伽师地震的基本数据，重点叙述了地面调查的得到震害分布，介绍了本文获得的这次地震发生前后的SPOT卫星遥感图像数据及相关的基础数据。接着，抓住遥感图像空间分析的关键，论述了空间配准的必要性，归纳了采用多项式法对遥感图像几何校正的原理以及地面控制点选取的技术要点。然后，在分析遥感图像灰度匹配原理和目标的基础上，提出了以所有居民点的空间范围为重点区、取重点区以外的区域为匹配目标区域的震前—震后遥感图像灰度匹配方法，建立了变化检测图像对，借助ENVI软件实现灰度的差值和比值运算。以有地面调查震害数据的重点区为样本区，统计不同烈度区的灰度差值、比值平均值和标准差，分别建立了初步的震害评估模型。作为一种内部检验，依各样本区的灰度差值、比值评估了居民点各震害等级的概率，取概率最大的烈度与地面调查的结果比较，说明了本文方法的精度和可靠性。最后，采用基于邻域的遥感图像纹理统计分析方法，提取SPOT5卫星10m和2.5m地面分辨率震后遥感图像样本区的纹理特征，统计中国地震局工程力学研究所硕士学位论文不同烈度区内各种纹理特征的均值和标准差，得出各纹理特征的均值和方差随地震烈度的变化的折线图;与地面震害调查数据比较，分析结果表明，低分辨率遥感图像得出的纹理特征统计值在不同烈度区之间的变化不大，难以依此建立震害评估模型;随着地面分辨率的提高，遥感图像得出的纹理特征统计值在不同烈度区之间的差别增大，有用的纹理特征为垂直、水平强度和与绝对差。通过这个震例的检验，本文在已有成果的基础上初步建立了一套基于遥感技术的震害评估方法，包括遥感图像变化检测和纹理特征识别两部分，还有待更多的震例中检验和发展。最后，作者提出了今后开展这方面工作的四点设想和展望。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-9
目录  9-11
第一章绪论  11-20
  1.1 引言  11-13
  1.2 利用遥感信息评估震害的研究历史和现状  13-15
  1.3 遥感图像数据源和新近发展趋势  15-18
  1.4 本文的主要研究内容和方法  18-20
第二章巴楚地震与震害  20-30
  2.1 巴楚地震和区域背景  20-21
  2.2 震害地面调查结果  21-26
  2.3 震区遥感图像  26-30
第三章遥感图像的配准  30-34
  3.1 几何校正的分类和基本方法  30-31
  3.2 本文采用的配准方法  31-34
第四章震害遥感图像变化检测  34-53
  4.1 引言  34-35
  4.2 工具软件ENVI简介  35-37
  4.3 灰度匹配  37-39
  4.4 震害变化检测  39-52
  4.5 本章小结  52-53
第五章震害遥感图像纹理特征识别  53-67
  5.1 引言  53
  5.2 纹理特征  53-60
  5.3 巴楚地震的震害遥感图像纹理特征识别  60-66
  5.4 小结  66-67
第六章结语  67-70
  6.1 全文总结  67-68
  6.2 今后工作展望  68-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
作者简介  74

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