基于多波段SAR影像的震后倒塌建筑區(qū)域提取.pdf

1、我國地域遼闊，并且地處亞歐大陸板塊與太平洋板塊的交接處，是一個地震災害頻發(fā)的國家。如何能夠在震后及時、全面、準確地獲取震害信息，對實施快速有效的應急救援就顯得特別的重要。合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)作為一種特殊的遙感手段，具有全天時、全天候的工作能力，并且具有一定穿透能力，可以穿透云霧探測地面信息，常被用于各種特殊條件下的地面數(shù)據(jù)獲取，以往有過多次星載SAR數(shù)據(jù)在震后災害信息獲取方面的應用。而

2、機載SAR系統(tǒng)相對于星載SAR，更加機動、靈活、方便，且能夠按需求及時快速的獲取地面數(shù)據(jù)，是應急救災理想的平臺數(shù)據(jù)獲取，卻由于現(xiàn)有條件的限制，使得機載SAR系統(tǒng)在震后災害信息獲取方面的研究工作十分缺乏。本文基于震后倒塌建筑區(qū)域在SAR影像上的極化散射特性和多波段紋理信息，重點開展了單時相機載SAR數(shù)據(jù)的震后倒塌建筑區(qū)域提取應用方面的研究，主要的研究內(nèi)容如下：
　　⑴提出了一種新的傾斜分布建筑敏感的特征參數(shù)。由于地物目標的極化特征對

3、其外部結(jié)構(gòu)非常敏感，特別是對于人造建筑物的形狀和分布方向，同樣的人造建筑可能因為其相對于雷達視線的位置不同而在極化SAR影像上表現(xiàn)出不同的特征，因而依據(jù)極化特征的倒塌建筑物提取易出現(xiàn)將傾斜分布的完好建筑誤分類為倒塌建筑物的情況。針對這一問題，本文特別對不同分布位置的建筑物極化特征進行了分析，比對傾斜分布的完好建筑和倒塌建筑的極化散射，提出了新的傾斜分布建筑敏感特征參數(shù)來分離傾斜分布建筑和倒塌建筑，通過對分析傾斜分布建筑樣本和倒塌建筑樣本

4、在該特征上的表現(xiàn)證明了該特征的有效性。
　　⑵改進的多極化機載SAR影像倒塌建筑區(qū)域提取方法。利用傳統(tǒng)的極化SAR影像分類方法對機載P波段多極化SAR影像進行分類以提取震后倒塌建筑區(qū)域。通過H-α特征平面分割，對震后倒塌建筑的極化散射特性進行了分析，利用復Wishart分類器充分利用極化相干矩陣的信息進行聚類來提取震后的倒塌建筑區(qū)域。針對經(jīng)典的H-α/Wishart分類方法在震后倒塌建筑區(qū)域提取中的問題，本文基于所提出傾斜分布建筑

5、敏感特征，對多極化SAR影像震后倒塌建筑區(qū)域提取方法進行了改進，并利用改進后的方法對實驗區(qū)域的建筑受損進行了估計。最后，參考機載SAR影像目視解譯的結(jié)果，對改進的分類方法進行了分析，對其有效性進行了驗證。
　?、锹?lián)合紋理特征和極化特征的多波段機載SAR影像震后倒塌建筑區(qū)域提取方法?；贑ASMSAR系統(tǒng)的影像特點，對高分辨率的X波段機載SAR影像和多極化的P波段機載SAR影像分別進行了針對震后倒塌建筑區(qū)域提取的紋理特征和極化特征分

6、析，以提取出對于倒塌建筑最為敏感的特征向量。然后根據(jù)所提取的敏感特征向量，利用分類器聯(lián)合所選擇的敏感特征向量進行分類。通過比對單獨的紋理信息分類和單獨的極化信息分類，體現(xiàn)出聯(lián)合高分辨率SAR影像紋理特征和多極化SAR影像極化特征的震后倒塌建筑區(qū)域提取的優(yōu)勢。利用Kappa系數(shù)、總體精度、生產(chǎn)者精度等參數(shù)，對融合信息的倒塌建筑區(qū)域提取結(jié)果進行了定量的分析，證明其有效性。最后發(fā)展了基于CASMSAR系統(tǒng)多極化多波段SAR影像的特征融合震后倒