汶川特大地震灾后多源遥感影像处理技术及信息提取方法.doc

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1、汶川特大地震灾后多源遥感影像处理技术及信息提取方法作者简介：曾涛,女,1977～.硕士,在读博士生,专业:地球探测与信息技术.主研方向：摄影测量与遥感基金项目：地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室“科技减灾、重建家园”开放研究基金项目（DZKJ_0806）和四川省教育厅重点基础研究基金项目（07ZA007）资助曾涛杨武年刘汉湖简季黎小东胡国超胡宝荣（成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室/遥感与GIS研究所，成都，610059）摘要：5.12汶川特大地震发生后，灾区地面交通瘫痪，遥感技术为准确掌握灾情发挥了宏观快速的优势。本文通过分析从

2、不同遥感平台和传感器获取到的灾区震后遥感影像的特点，探讨了多源遥感影像的处理方法，特别是针对非标准航空影像处理提出了解决思路。并归纳了基于多源数据进行震害信息提取，确定滑坡、泥石流等地质灾害体地理位置的几种技术及方法。关键词：汶川特大地震；遥感技术；图像处理；灾害信息提取引言5.12汶川特大地震发生后，灾区通讯中断，地面交通瘫痪，灾情信息无法获知，及时准确掌握灾情并进行有效救治非常困难。以遥感技术为代表的测绘高科技手段在抗震救灾中发挥了重要作用。利用卫星遥感和航空遥感技术快速获取震后灾区最新的高分辨率影像信息，通过遥感图像的数字处理，制作成灾区高精度正射遥感

3、影像图，据此经过图像信息提取、解译、分类等技术处理，准确确定滑坡、泥石流、堰塞湖，倒塌城镇房屋、农舍和学校，受损公路、铁路、农田等各种灾情的坐标、高程等地理要素，为抗震救灾指挥部全面准确的掌握灾情，科学评估灾情，进而采取有效救灾防灾抢险措施和灾后重建提供科学依据[1]。一、灾后多源遥感影像的获取途径1.1卫星遥感技术卫星遥感技术具有宏观、信息丰富、实时性等多方面特点，能够及时提供宏观灾情。尤其是高空间分辨率的遥感影像不仅能够提供受灾区域整体宏观的灾情信息，也能够清晰地辨认地面目标，确定具体的受灾信息。因此在灾后第一时间掌握灾情宏观信息离不开卫星遥感影像数据。

4、并且利用卫星遥感立体摄影技术还可以获取包含不同时间地面变形三维信息的多时相遥感立体像对，进而通过遥感图像处理，提取有关地面变形参数，不失为大面积区域地质灾害的调查、评价与监测的有效技术手段[2-3]。1.2全数字航空摄影测量技术航空摄影的分辨率较高，可以人为控制进行有针对性的航拍，重点获取某个区域的数据，可以成为反映灾情、指导救援工作以及进行灾情评估和灾后重建的重要技术手段。在此次汶川特大地震灾害发生后采用了三种不同的航空遥感飞行平台和传感器，互为补充，各自发挥所长多方位地获取灾后影像资料。一种是搭载了数码航摄仪的中型通用航空飞机，主要在中高空作业，可以透过

5、云层空隙获取大区域的宏观图像，但受空域管制影响较大。一种是超轻型直升机，一般可乘坐一至两个人，搭载了分辨率优于0.2米的航空数码相机以及惯性导航系统和卫星导航系统，具有定点起降、近地面航摄、分辨率高等特点。一种低空平台采用无人驾驶飞机或飞艇获取，由于这类设备体积小巧，机动灵活，通过地面遥控快速采集影像，不需要专用跑道起降，受天气和空域管制的影响较小，因此主要用于局部监测，反映地质灾害情况[1]。利用无人机获取的一部分影像数据有如下特点：（1）采用非量测型数码相机拍摄，影像本身的畸变差较大；（2）摄影时飞机姿态和位置任意性较大，导致影像之间重叠不一，个别像对航

6、向重叠不到30%，而且航线偏转角较大；（3）摄影航高不一，影像比例尺不一致，数据量大。这类型影像被称为非标准遥感影像，其实质是缺乏相关定向参数的数字图像。三种获取灾后遥感影像的航空摄影方式各自的特点如表1所示。表1三种航空摄影方式获取影像特点对比类别航空遥感飞行平台传感器及设备影像特点主要缺点1中型通用航空飞机中高空平台数码航摄仪具有框标信息的标准数码航空影像空中管制受限，云层遮挡2超轻型直升机低空平台航空数码相机和IMU/DGPS系统数码航空影像+航片外方位元素外方位元素精度依赖GPS动态差分处理和IMU的稳定性3无人机或飞艇等超低空平台数码相机非标准数码

7、航空影像无框标信息，影像畸变差大，航摄偏转及像片倾角大，后处理较难（IMU/DGPS系统是一种先进的新型航摄技术，它将IMU（InertialMeasurementUnit惯导测量仪）与DGPS（差分GPS）技术结合起来，直接测定航片的外方位元素，适用于各种类型的模拟和数码航摄相机）二、灾后遥感影像处理方法通过各自途径获取到的遥感影像具有各自的特点，因此影像处理采用的方法及信息提取方式也是不同的。根据上面分析的几种灾后影像来源特点，可以分为卫星遥感图像处理、数字摄影测量方法和非标准图像处理三种方法。2.1常规卫星遥感影像处理方法通过遥感图像的几何校正、正射校

8、正、镶嵌、融合、增强滤波、子区人机交互式提取等处理。