基于倾斜摄影三维影像的建筑物震害提取研究

发布时间：2017-10-31 21:24

  本文关键词：基于倾斜摄影三维影像的建筑物震害提取研究

  更多相关文章： 倾斜摄影 三维模型 建筑物震害提取 DSM影像 倒塌率

【摘要】：低空无人机遥感系统具有机动性、灵活性、便捷性,可以较低的成本快速获取区域高分辨率影像,尤其在地震发生后,灾区受灾严重、人员无法进入,通过操控无人机采集灾区影像,为灾情分析提供第一手资料,在航空摄影和震害分析中发挥着越来越重要的作用。精确的建筑物震害评估对地震应急、救灾、经济损失评估有着重要的作用,而传统的正射遥感影像仅能在垂直视角进行分析,无法获取建筑物的高度、墙体结构、外墙裂缝等信息,因此基于正射遥感影像提取建筑物震害的发展受到制约。结合传统航空摄影技术和数字地面采集技术,机载多角度倾斜摄影技术应运而生,通过在同一飞行平台上搭载多台或多种传感器,同时从多个角度采集建筑物侧面和顶部影像,建模形成的高精度三维影像解决了正射影像只能从垂直视角进行分析的局限性。本文采用无人机倾斜摄影系统采集的2014年8月3日云南鲁甸6.5级地震震后影像,结合建模技术生成高分辨率的三维影像、数字表面模型(Digital Surface Model,DSM),研究倾斜摄影技术以及二维遥感影像提取建筑物震害的方法。本文采取降维手段将三维模型对应的纹理影像导出,结合面向对象法提取混凝土结构外墙及裂缝,并根据《建(构)筑地震破坏等级划分(GB/T24335-2009)》,对提取的结果进行分析,判定建筑物震害程度。本文结合研究倾斜摄影处理技术生成的DSM影像数据特点和传统手段基于DSM影像提取建筑物的研究方法,采取将DSM影像转化成DSM深度影像和归一化DSM影像(n DSM)两种方式,对同一区域建筑物进行实验提取,并对提取结果进行精度评价。基于DSM影像提取建筑物的研究表明,在地形起伏较大的区域,采取归一化DSM影像提取建筑物精度更高。因此,本文基于归一化DSM影像通过设置不同的高度阈值提取未倒塌建筑物,再根据倒塌率公式分析该区域的倒塌情况。我国是一个地震灾害严重的国家,地震发生后,建筑物震害对烈度判定和建筑物易损性矩阵、人员伤亡易损性矩阵的修正等影响巨大。无人机倾斜摄影系统可以从多角度采集建筑物影像,通过倾斜摄影建模技术生成高空间分辨率的三维影像,基于三维影像提取震后建筑物震害、倒塌率在一定程度上探索了倾斜摄影三维影像的应用方向,同时提取建筑物震害对地震烈度评定、现场应急以及灾害、伤亡、经济损失评估等具有重要意义。
【关键词】：倾斜摄影 三维模型 建筑物震害提取 DSM影像 倒塌率
【学位授予单位】：中国地震局地震预测研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P231;P315.9
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 研究目的和意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-15
• 1.3.1 基于三维影像提取建筑物震害的研究现状12-13
• 1.3.2 基于DSM影像提取建筑物的研究现状13-14
• 1.3.3 基于遥感影像提取建筑物倒塌的研究现状14-15
• 1.4 论文的主要内容15-17
• 第二章 无人机倾斜摄影技术17-37
• 2.1 倾斜摄影技术的发展18-19
• 2.2 无人机倾斜摄影数据采集19-23
• 2.3 倾斜摄影三维建模技术23-25
• 2.3.1 空中三角测量24
• 2.3.2 多视影像密集匹配24-25
• 2.3.3 自动纹理映射25
• 2.4 倾斜摄影生成数据25-26
• 2.5 三维影像建筑物震例分析26-36
• 2.6 本章小结36-37
• 第三章 基于三维影像提取建筑物震害37-59
• 3.1 遥感技术在震害识别中的研究37-38
• 3.1.1 目视判读震害37
• 3.1.2 像素法提取震害37-38
• 3.1.3 面向对象法提取震害38
• 3.2 建筑地震破坏等级划分38-39
• 3.3 基于三维模型提取建筑物震害39-45
• 3.3.1 影像分割41-43
• 3.3.2 影像分类43-45
• 3.4 实验与结果45-57
• 3.4.1 分割45-46
• 3.4.2 分类提取46-57
• 3.5 本章小结57-59
• 第四章 基于DSM影像提取建筑物59-80
• 4.1 DSM深度影像提取建筑物的研究59-69
• 4.1.1 DSM深度影像处理60
• 4.1.2 DSM深度影像阈值分割60-61
• 4.1.3 实验分析61-69
• 4.2 归一化DSM影像提取建筑物的研究69-74
• 4.2.1 n DSM影像处理70-71
• 4.2.2 实验分析71-74
• 4.3 精度评估74-76
• 4.4 基于归一化DSM影像提取沙坝村建筑物76-78
• 4.5 本章小结78-80
• 第五章 基于DSM影像分析建筑物倒塌率80-86
• 5.1 遥感影像提取建筑物震害方法研究80
• 5.2 DSM影像提取建筑物震害80-81
• 5.3 实验与结果81-85
• 5.3.1 归一化DSM影像处理81-82
• 5.3.2 基于高度阈值提取未倒塌建筑物82-84
• 5.3.3 倒塌率评估84-85
• 5.4 本章小结85-86
• 第六章 总结与展望86-88
• 6.1 结论86-87
• 6.2 存在的问题和进一步的研究方向87-88
• 参考文献88-94
• 致谢94-95
• 作者简介95

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 王庆栋;艾海滨;张力;;利用倾斜摄影和3ds Max技术快速实现城市建模[J];测绘科学;2014年06期

2 王卿;郭增长;李豪;孙鹏;;多角度倾斜摄影系统三维量测方法研究[J];测绘工程;2014年03期

3 王伟;黄雯雯;镇姣;;Pictometry倾斜摄影技术及其在3维城市建模中的应用[J];测绘与空间地理信息;2011年03期

4 田野;向宇;高峰;高亮;;利用Pictometry倾斜摄影技术进行全自动快速三维实景城市生产——以常州市三维实景城市生产为例[J];测绘通报;2013年02期

5 ;我国测绘行业首次引进倾斜摄影技术[J];城市勘测;2010年02期

6 阚晓云;孙景振;;LiDAR及倾斜摄影技术在数字实景城市模型中的应用[J];测绘地理信息;2014年03期

7 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 郭连军;黄国君;谭应显;;倾斜摄影法测定爆堆表面矿岩块度分布的误差分析[A];岩石破碎理论与实践——全国第五届岩石破碎学术会论文选集[C];1992年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 记者 丁全利;我测绘行业首次引进倾斜摄影技术[N];中国国土资源报;2010年

2 钟芸;倾斜摄影技术走进“智慧城市”[N];中国建设报;2013年

3 丁乙;倾斜摄影助力智慧金阳建设[N];中国测绘报;2014年

4 记者 徐红　实习生 辛忠;新技术助力数字城市建设[N];经济日报;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 李玮玮;基于倾斜摄影三维影像的建筑物震害提取研究[D];中国地震局地震预测研究所;2016年

2 余虹亮;基于倾斜摄影的城市三维重建方法研究[D];广西大学;2016年

，

本文编号：1123838