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多源遥感数据在活动构造信息提取中的应用研究

作　者: 袁小祥
导　师: 王晓青
学　校: 中国地震局地震预测研究所
专　业: 固体地球物理学
关键词: 多源遥感 Landsat ETM+ DEM 激光雷达(LIDAR) 活动断裂
分类号: P542
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 150次
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内容摘要

活动构造是了解环境演变和灾害发生机理的地学基础,与自然灾害有着密切的关系(陈颙等,2001)。最近一系列的大地震再一次表明了研究活动构造的紧迫性和重要性。遥感具有宏观性和直观性等特点,是进行活动构造分析的有效手段。目前遥感正朝着多源化方向发展,不同传感器,不同分辨率,不同特征遥感可以相互补充,相互验证,获得活动构造不同尺度的详细信息,为地震灾害防御、风险评估、工程建筑等提供科学依据。不同区域、不同类型的活动构造表现特征不同。为了充分利用多源遥感的优势,有效获得活动构造的相关信息,本文在国家973项目“中亚大三角地震域活断层解释”专题的支持下,在大量调研国内外现状的基础之上,系统地开展了基于中等分辨率光学影像和DEM的活动断裂信息提取方法研究,初步总结了活动断裂的遥感解译标志。基于此方法对富蕴断裂、甘孜玉树断裂以及岷江断裂进行了详细的分析研究,揭示断裂的几何和运动特征。对断裂的重点地区利用高分辨率遥感影像如SPOT影像、ALOS PRISM影像进一步获取了活动断裂更加详细的信息,并验证了中分辨率遥感影像活动断裂宏观解译的正确性和方法的可行性。表明基于中等分辨率的活动断裂提取方法是有效的,为同等构造环境区域的活动断裂解译提供了重要参考。结合高分辨率的航空遥感影像,本文研究了玉树地震地表破裂的图像特征,详细提取了该次地震地表破裂的空间展布。地表破裂的分布结果进一步证明了甘孜—玉树断裂的继承性活动特征,原断裂控制了该次地表破裂的分布。研究表明,震后快速获取的高分辨率遥感数据提供了及时有效的地震构造信息,为地面的详细调查提供了指导。为了研究地震地表破裂的细部特征,采用地面激光三维扫描仪获取的禅古寺附近地震地表破裂三维点云数据和纹理(照片),进行了地表破裂分布的三维建模分析,获取了定量的破裂特征,确定了玉树地震地表破裂在禅古寺附近表现为左旋逆断层性质,平均水平位错10cm,垂直位错74cm。表明激光三维扫描技术是活动构造精细与定量研究的有效手段。为活动断裂的活动性、动力学特征研究,以及区域地震危险性评价和工程建设提供重要的依据。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章前言  10-19
  1.1 引言  10-11
  1.2 研究现状  11-15
    1.2.1 遥感技术发展现状  11-12
    1.2.2 活动构造遥感研究现状  12-15
  1.3 研究目的意义  15-16
  1.4 技术路线  16-17
  1.5 研究内容  17-19
第二章遥感影像数据源及活动构造信息提取方法研究  19-37
  2.1 数据源  19-22
    2.1.1 光学影像  19-21
    2.1.2 DEM 数据  21-22
  2.2 图像预处理  22-23
    2.2.1 辐射校正  22
    2.2.2 几何校正  22-23
    2.2.3 图像镶嵌  23
  2.3 遥感图像处理方法与活动断裂解译标志  23-35
    2.3.1 光学影像方法  24-30
      2.3.1.1 假彩色合成  24-25
      2.3.1.2 主成分变换  25-27
      2.3.1.3 缨帽变换  27
      2.3.1.4 波段比值  27-29
      2.3.1.5 定向滤波  29-30
    2.3.2 DEM 增强方法  30-33
      2.3.2.1 坡度分析方法  31-32
      2.3.2.2 地貌晕渲法  32-33
    2.3.3 遥感解译标志  33-35
  2.4 小结  35-37
第三章富蕴活动断裂的遥感影像研究  37-44
  3.1 区域地质概况  37-38
  3.2 活动断裂的影像研究  38-42
    3.2.1 北西段影像特征  38-41
    3.2.2 中段影像特征  41
    3.2.3 南东段影像特征  41-42
  3.3 小结  42-44
第四章甘孜‐玉树活动断裂的遥感影像研究  44-55
  4.1 区域地质概况  44-45
  4.2 活动断裂的影像研究  45-51
  4.3 玉树地震地表破裂  51-54
    4.3.1 地震地表破裂影像特征  52-53
    4.3.2 地震地表破裂解译与分析  53-54
  4.4 小结  54-55
第五章岷江活动断裂遥感影像研究  55-64
  5.1 区域地质概况  55-56
  5.2 活动断裂的影像特征研究  56-62
    5.2.1 岷江断裂总体特征  56-60
    5.2.2 岷江典型断裂地貌分析  60-62
  5.3 小结  62-64
第六章细部构造激光雷达遥感信息获取及应用研究  64-71
  6.1 数据获取地点在玉树地震地表破裂的位置  64-65
  6.2 仪器及分析流程  65-66
  6.3 数据预处理  66-67
  6.4 建模与地震地表破裂特征分析  67-69
  6.5 小结  69-71
第七章结论及展望  71-73
  7.1 结论  71-72
  7.2 不足及展望  72-73
参考文献  73-81
作者简介  81-82
参与的科研项目工作以及发表的文章  82-84
致谢  84

多源遥感数据在活动构造信息提取中的应用研究

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