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遥感图像地震变化的检测技术研究

作　者: 张晓朋
导　师: 王修信
学　校: 广西师范大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 变化检测最大类间方差植被覆盖度形态学边缘提取遥感图像
分类号: P315.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 42次
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内容摘要

2008年5月12日14时28分04秒,四川汶川、北川的8级强震是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广的一次地震,这次地震给国家和人民造成巨大的损失。因地震具有活动频度高、强度大、破坏范围广等特点,如何快速获得震害的准确、详细数据,成为灾害损失统计、评估及灾后重建的关键。遥感图像地震变化检测就是对已配准的同一地区震前和震后两幅遥感图像进行比较,获得灾区的震害数据,同时根据震害数据对地震灾情给出分析和评估的一门技术。鉴于目前遥感图像获取的方便性及遥感图像覆盖范围广等特点,利用遥感图像检测分析大范围区域的变化信息已成为热点之一,并被应用于很多领域,如土地沙漠化研究、病虫害预防与检测、城市绿化面积检测以及火灾、旱灾、震灾等自然灾害灾情的检测与评估等。目前,应用于遥感图像的变化检测技术有很多,但由于地震造成震灾区的范围广,人工力量对受灾点进行确认的难度很大,在高山、沟谷、密林分布广的灾区更是如此。因此,由于受灾点的不确定性,目前无法确定哪种变化检测方法对地震变化的检测更有效、更准确。因此本论文主要从多种变换检测技术入手,根据各种变化检测结果进行综合分析,对震灾区的灾情和破坏情况给出综合分析和评估。论文主要从以下几个方面展开相关研究工作：(1)分析了遥感图像变化检测技术的研究背景和意义,总结了其在国内和国外研究的最新进展以及研究的主要趋势。(2)针对遥感图像变化检测技术在地震方面研究的现状及问题所在,对本论文中实验用到的变化检测技术给出详细的理论阐述和综合分析,主要包括：最大类问方差阈值、灰度图像目标区域的分割、双向变化检测、归一化植被指数、植被覆盖度、灰度形态学、形态学边缘检测算子等等。(3)针对本实验中的otsu阈值法双向变化检测、植被覆盖度变化检测和边缘提取与图像差值法相结合三种变化检测技术,在Microsoft Visual C++6.0运行平台下完成系统的设计与实现。(4)对论文中三种变化检测技术的重要参数给出说明,并根据各种变化检测结果从地表地物变化和植被破坏情况两个方面进行地震震害信息的分析和评估。(5)对全文进行总结,并展望进一步的研究方向。本论文的创新点如下：在Microsoft Visual C++6.0平台实现遥感图像地震变化的快速检测。实验中图像是原遥感图像中分割出的1/30,大面积地震区域(图像很多)的变化检测需要快速方法才能实现快速应对。算法不在于复杂,肯定比MATLAB平台实现快得多,比小波变换等复杂算法实现快得多。

全文目录

中文摘要  3-5
Abstract  5-9
第1章引论  9-13
  1.1 研究的背景和意义  9
  1.2 研究现状和趋势  9-11
    1.2.1 基于像元变化检测方法的研究现状  9-10
    1.2.2 基于改进的像元变化检测方法的研究现状  10
    1.2.3 基于分类后变化检测方法的研究现状  10-11
  1.3 本研究的主要工作  11
  1.4 论文的组织结构  11-13
第2章遥感图像地震变化检测技术的研究  13-18
  2.1 遥感图像预处理  13-14
  2.2 最大类间方差阈值的双向变化检测  14-15
    2.2.1 灰度图像二值化  14
    2.2.2 最大类间方差阈值  14-15
    2.2.3 双向变化检测  15
  2.3 地表植被覆盖度的变化检测研究  15-16
    2.3.1 归一化植被指数  15
    2.3.2 植被覆盖度  15-16
  2.4 边缘检测与图像差值法变化检测相结合  16-17
    2.4.1 灰度图像的膨胀和腐蚀  16-17
    2.4.2 灰度图像的开和闭运算  17
    2.4.3 形态学边缘算子  17
  2.5 相似度的计算  17-18
第3章遥感图像地震变化检测系统的VC++设计与实现  18-30
  3.1 遥感图像地震变化检测系统的设计  18-19
  3.2 遥感图像地震变化检测系统的实现  19-30
    3.2.1 OTSU阈值法双向变化检测  19-27
    3.2.2 植被覆盖度变化检测  27-28
    3.2.3 边缘提取与图像差值法变化检测相结合  28-30
第4章实验结果及震害数据分析  30-45
  4.1 实验过程中参数的选取  30-40
    4.1.1 灰度图像二值化的阈值选择  30-33
    4.1.2 植被覆盖度变化检测中相关参数的选择  33-35
    4.1.3 形态学边缘检测中模板大小的选择  35-40
  4.2 变化检测结果及震害数据分析  40-45
    4.2.1 地表地物变化检测结果及震害数据分析  40-42
    4.2.2 地表植被破坏的检测结果及数据分析  42-45
第5章结论  45-46
参考文献  46-49
攻读硕士学位期间的科研及获奖情况  49-50
致谢  50-51

遥感图像地震变化的检测技术研究

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